Physikhausaufgabe

Wissenschaft Physik
#1

Hi.

Ich schreibe morgen Physik, darum brauch ich dringenst Hilfe. ^^

Also die Aufgabe lautet folgendermaßen:
In dem Diagramm ist der Bewegungsablauf von zwei Zügen dargestellt.
a) Beschreiben Sie den Bewegungsablauf.
b) Bestimmen Sie die Geschwindigkeiten.
c) Bestimmen Sie rechnerisch, wann und wo sich die beiden Züge begegnen.

Das Diagramm hab ich mal hochgeladen: http://img113.imageshack.us/img113/8623/diagrammew6.png
Nun, ich hab meine Rechnung abgeschlossen und wollte mal fragen, ob jmd etwaige Fehler korrigieren könnte und mir auch erklären kann wie es sonst geht. Ich habe dazu nämlich leider keine Lösungen.

a) Es handelt sich ausschliesslich um gleichförmige Bewegungen (Gerade im Diagramm). Zug I fährt zum Startpunkt von Zug II und umgekehrt. Der Schnittpunkt der Geraden beschreibt den Punkt an dem die Züge aneinander vorbei fahren.

b) I 100km/h
II -50km/h

c) Geradengleichungen:
I s = 100 km/h * t
II s = -50 km/h * t + 100 km

Gleichsetzen:
100 km/h * t = -50 km/h * t + 100 km |+(50 km/h * t)
150 km/h * t = 100 km |/(150 km/h)
t = 100km / (150km/h) -> Hier kürzen sich doch die beiden km weg, oder?
t = 2/3 h

Einsetzen in I:
100 km/h * 2/3 h = s -> Und hier kürzen sich die beiden h weg, richtig?
200/3 km = s

Die Züge treffen sich bei 2/3 h und 200/3 km.

Sooo, meine Lehrerin legt großen Wert darauf die Einheiten durch die ganze Rechnung zu ziehen und gerade das ist es, was mich in meinem Ergebniss verunsichert, weil ich es nich so mit den Brüchen hab…

Könnte sein, dass ich später nochmal bei anderen Aufgaben Hilfe brauche, das kommt dann auch hier mit rein… ^^

Auf jeden Fall schonmal danke für jede Hilfe.

MfG
Mathze

#2

Hallo,

Dein Diagramm stimmt voll und ganz, auch Deine Rechnung ist komplett richtig.

c) Wenn Du die Einheiten hinschreibst, bekommst Du
s1 = 100 km/h * t h
s2 = -50 km/h * t h + 100 km
damit ergibt sich für s1 und s2 als Einheit km /h *h = km, super.

d) Ja, richtig gemacht. Bruchrechnung funktioniert so: Statt 1 / (km/h) kannst Du auch h / km schreiben (Du dividierst durch einen Bruch, indem Du den Kehrwert multiplizierst).

Ergo: km / (km/h) = (km * h) / km = h. Alles klar? Nur km/h umgedreht, und dann gekürzt. Einheit ist h, soll ja bei t auch so sein, alles bestens.

Dann ergibt sich für den Weg:
s1 = 100 km/h * (2/3) h …so hast Du es schon hingeschrieben
= 100 * (2/3) * (km/h)*h …alle Einheiten am Ende zusammengesucht
= (200/3) * (km*h)/h …das (*h) mit auf den Bruchstrich draufgeschrieben
= (200/3) * km …h gekürzt.
Einheit stimmt auch, alles bestens, Aufgabe richtig gelöst.

Beste Grüße!

#3

Hallo Mathias,
du hast alles richtig gemacht. Alle Angaben sind dem Diagramm entnehmbar und die Einheiten stehen im Weg/Zeit-Diagramm auch richtig angeordnet.
Wenn du nun alle Rechnungen ausführst, die du aus dem Weg/Zeit-Diagr. abliest, so brauchst du auch nur die Einheiten mitführen, die dort stehen.
Einen Tipp vorweg:
Wenn mal Brüche bzw. Dezimalzahlen bei Zeitangaben herauskommen wie etwa
1,4h
dann achte darauf, dass der Umrechnungsfaktor 60 angewendet wird.
1h=60min
0,1h=6min
0,4h=24min
0,5h=1/2h=30min
1,4h=1h24min.
Dasselbe gilt für Umrechnungen bei Minuten in Sekunden
1/3 min = 20 sek
0,3 min = 18 sek

Zusammengesetzte Einheiten wie die Geschwindigkeit, rechnest du am besten folgendermaßen um:
36 km/h = (36km * 1000m/km)*(1h/3600s)
Wenn du alles als Bruch schreibst, siehst du, dass du Einheiten und Zahlen kürzen kannst. Übrig bleibt m/s
36 km/h sind also 10m/s (ziemlich genau das, was ein 100m-Läufer so schafft).
Gruß Uwe

#4

Beschleunigung…
Vielen dank für die Antworten! Wenn ich das also verstanden hab, bin ich schonmal guter Dinge. :smile:

Aber da ist noch etwas. Vermutlich wird auch etwas mit Beschleunigung dran kommen und da hab ich wohl nich ganz so gut aufgepasst…
Also die Aufgabe die ich hier habe lautet wie folgt:

Ein Motorradfahrer legt mit einer konstanten Beschleunigung von 0,8 m s-2 aus der Ruhe einen Weg von 1 km zurück.
a) Wie lange braucht er dazu? Wie groß ist seine Geschwindigkeit am Ende der gefahrenen Strecke?
b) Am Ende der Strecke bremst der Motorradfahrer plötzlich ab
(a= -1,6m/s2). Nach welcher Zeit kommt er zum Stillstand? Wie lang ist sein Bremsweg?

Also so wie ich das sehe muss ich bei b) einfach das selbe machen wie bei a) das Minus müsste die Rechnung ja dann umkehren!? Aber dazu muss ich erstmal wissen, wie ich a) mache. Alles was ich weiß ist, dass a das Formelzeichen und m/s^2 die Einheit ist. aber dann hörts schon auf. Ich habe nämlich keine Ahnung wie ich da ran gehen muss.
Gibts da nich irgend eine Formel die ihr mir an den Kopf werfen könnt, womit ich das dann berechnen kann? Das wäre schon gut, weil ich die Aufgabe doch gern machen möchte, aber ich weiß eben nicht wie.

#5

Nachtrag
Was hat es eigentlich mit diesen m*s^-2 auf sich? das hab ich noch nie gesehen…

#6

Was hat es eigentlich mit diesen m*s^-2 auf sich? das hab ich
noch nie gesehen…

Hallo Mathias
negative Beschleunigung = Verzögerung.
Gruß
Eckard

#7

Was hat es eigentlich mit diesen m*s^-2 auf sich? das hab ich
noch nie gesehen…

m/s² ist die Einheit der Beschleunigung (ist halt so), und Deppen Lehrer schreiben das gerne als m/s^2, was das gleiche sein soll wie m · s-2.

(Exponentialschreibweise: 3-2 = 1/3² = 1/9)

Gruß,
V.

#8

Ah gut, danke an euch beiden.
Weiß jetzt noch Jemand wie ich die Aufgabe lösen kann? Da muss es doch auch Formeln für geben!?
Also
a= Delta v/Delta t
ist mir bekannt, aber das hilft mir bei der Aufgabe ja nicht wirklich weiter…

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#9

Hi, ich nochmal. Normalerweiwe mache ich ja sowas nicht, aber weil du die erste Aufgabe so schön gerechnet hast:

a) Wie lange braucht er dazu? Wie groß ist seine
Geschwindigkeit am Ende der gefahrenen Strecke?

Aus der Formelsammlung: Gleichmäßig beschleunigte Bewegung:

Gleichung (1) v = a · t
Gleichung (2) s = ½ · a · t²

(2) auflösen nach t:
t = √(2 · s/a)

einsetzen:
t= 50 s (Achtung Einheiten! 1 km = 1000m)

Damit dann in Gleichung (2):

v = a · t
Einsetzen liefert: v = 40 m

b) kommt gleich.

Gruß,
Vladimir

#10

Wooh! Ich wollte eig nur die Formeln zur Berechnung wissen (danke dafür!), den Rest will ich natürlich selber rechnen. Das is hier ja auch keine Hausaufgabe, sondern ne Übungsaubfgabe. Hab auch geschrieben, dass ich morgen ne Arbeit schreibe.
Darum les ich mal deinen Beitrag nicht weiter durch. Aber so kann ich meine Lösung wenigstens gleich kontrollieren.

Ach ja: Bin keiner von den Typen die sich dagen: „Ja jetz lass ich mal die anderen meine Hausaufgaben machen, ich schaukel mir in der Zeit die Eier.“

Das bringt mich überhaupt kein Stück weiter, darum will ich lieber selber rechnen.

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#11

b) Am Ende der Strecke bremst der Motorradfahrer plötzlich ab
(a= -1,6m/s2). Nach welcher Zeit kommt er zum Stillstand? Wie
lang ist sein Bremsweg?

Also, das ist ziemlich genau das Gleiche, nur halt rückwärts. Stell dir einfach vor, er würde doppelt so schnell beschleunigen. (1,6 m/s² statt 0,8 m/s²). Und dann drehst du den Film, der dabei in deinem Kopf abläuft, einfach um … Na, jetzt bremst er halt.

in Zahlen:

v = a · t
auflösen nach t, da ja v und a bekannt sind:
t = v/a = (-) 25 s
Das Minus kannst Du meiner Meinung nach (was der Lehrer dazu sagt, weiß ich nicht) einfach weglassen. Oder du schleppst es mit und erklärst es damit, dass die Beschleunigung negativ ist.

zur Strecke:
s = ½ a t² = (-) 500 m

Ich hoffe, es hat dir mehr geholfen als es verwirrt hat.
Gruß,
Vladimir

#12

Also, das ist ziemlich genau das Gleiche, nur halt rückwärts.
Stell dir einfach vor, er würde doppelt so schnell
beschleunigen. (1,6 m/s² statt 0,8 m/s²). Und dann drehst du
den Film, der dabei in deinem Kopf abläuft, einfach um … Na,
jetzt bremst er halt.

in Zahlen:

v = a · t
auflösen nach t, da ja v und a bekannt sind:
t = v/a = (-) 25 s
Das Minus kannst Du meiner Meinung nach (was der Lehrer dazu
sagt, weiß ich nicht) einfach weglassen. Oder du schleppst es
mit und erklärst es damit, dass die Beschleunigung negativ
ist.

Na, sie will Minus und Einheiten bis zum Ende mit durch die ganze Rechnung haben. Da ist sie eitel. -.-

Kannst du bitte mal in die Formel für t die Werte einsetzen? Denn V haben wir doch nur die Strecke die er während der Fahrt zurück legt, nicht die Strecke die er bremst.
Und wie du da 25 s raus bekommst versteh ich auch nicht so ganz:
t = (50 s)/(-1,6m/s^2)
t = -125/4 s

Da hab ich eben eh schon die ganze Zeit drüber nachgedacht. Weil eig kann man doch die 50s die er gefahren ist, nicht auf die Bremsung übertragen!?

#13

Moin,

Kannst du bitte mal in die Formel für t die Werte einsetzen?
Denn V haben wir doch nur die Strecke die er während der Fahrt
zurück legt, nicht die Strecke die er bremst.

v ist überhaupt keine Strecke, sondern die Geschwindigkeit, aus der er abbremst. Und das waren 40 m/s.

Und damit ist

t = v/a = 40 m/s / 1,6 m/s² = 25 s.

Gruß

Kubi