Hilfe bei Kinematik

Wissenschaft Physik
#1

Hallo,

bin gerade schwer am ackern für meine Physikarbeit.

Leider bin ich nicht wirkl. gut in der Sache. Habe hier ein paar Aufgaben und würde mich freuen wenn sich hier Leute finden ließen die mir die Aufgaben teilweise oder ganz lösen,(Es fällt mir einfach leichter anhand von Lösungen mir das nötige Wissen anzueignen.)

1.) Stellen Sie einen maßstabsgenauen v-t-Diagramm folgenden zusammenhängenden Bewegungsablauf dar:

Ein ruhender Körper bewegt sich mit a=0,5m/s² über 2 Sekunden hinweg. Danach bleibt er plötzlich 3 Sekunden lang stehen, um dann über eine halbe Sekunde sich im freien Fall weiterzubewegen.

2.) Ein Auto erreicht aus dem Stillstand innerhalb von 10 Sekunden die Geschwindigkeit von 90 km/h, fährt anschleißend gleichförmig 750m weit und kommt dann längs einer Bremsstracke von 0,1 km zum Stehen.

a) Berechnen Sie die Zeit für die gesamte Bewegung.
b) Berechnen Sie die zurückgelegte Strecke für die gesamte Bewegung.
c) Berechnen Sie die Durchschnittsgeschwindigkeit für die gesamte Bewegung
d) Erstellen Sie ein s-t-Diagramm für die gesamte Bewegung.

3.)Um die Meerestiefe durch Echolotung zu bestimmen, wird ein kurzes Funksignal mit zwölffacher Schallgeschwindigkeit von einem Schiff gesandt. Wie viel Tiefenmeter hat dort das Meer, wenn das Echolot nach 1,8s an den Aussendeort zurückkehrt?

Die Aufgaben sind keine Hausaufgaben, habe mir die Aufgaben aus meinem Physikbuch herausgeschrieben. Über eure Hilfe bin ich in jedem Fall dankbar.

Größeneinheiten : V-Licht = 3*10Hoch 8 msHoch -1 /
v-Schall = 330 msHoch -1

MfG

Ferry

#2

Hallo!

Die Aufgaben sind keine Hausaufgaben, habe mir die Aufgaben
aus meinem Physikbuch herausgeschrieben. Über eure Hilfe bin
ich in jedem Fall dankbar.

Wärst Du so nett, und würdest mir verraten, um welches Physikbuch (Verlag, Bundesland, Schulart) es sich handelt? Die sind ja entsetzlich viele Fehler in den Aufgaben!

1.) Stellen Sie einen maßstabsgenauen v-t-Diagramm folgenden
zusammenhängenden Bewegungsablauf dar:

Ein ruhender Körper bewegt sich mit a=0,5m/s² über 2 Sekunden
hinweg. Danach bleibt er plötzlich 3 Sekunden lang stehen, um
dann über eine halbe Sekunde sich im freien Fall
weiterzubewegen.

  • Ein ruhender Körper bewegt sich nicht. (Vielleicht ein ANFANGS ruhender Körper).
  • In welche Richtung wirkt die Beschleunigung? Ohne diese Angabe kann man diese Aufgabe nicht lösen.

3.)Um die Meerestiefe durch Echolotung zu bestimmen, wird ein
kurzes Funksignal mit zwölffacher Schallgeschwindigkeit von
einem Schiff gesandt. Wie viel Tiefenmeter hat dort das Meer,
wenn das Echolot nach 1,8s an den Aussendeort zurückkehrt?

Autsch! Echolot funktioniert nicht mit Funksignalen. Das wäre RADAR. Funksignale bewegen sich außerdem nicht mit zwölffacher Schallgeschwindigkeit, sondern mit Lichtgeschwindigkeit. Wenn es Schall wären, dann würden sie sich nicht mit zwölffacher, sondern mit einfacher Schallgeschwindigkeit fortbewegen. Die Schallgeschwindigkeit in Wasser beträgt nicht 330 m/s, sondern rund 1450 m/s. Das ist auch nicht zwölfmal soviel wie in Luft, sondern nur 4,6mal soviel. Zu allem Überfluss beträgt die Schallgeschwindigkeit in Luft unter Normalbedingungen nicht 330 m/s, sondern rund 340 m/s.

Hilfe im nächsten Posting!

Michael

#3

Nun wirklich etwas Hilfe…
Hallo nochmal:

1.) Stellen Sie einen maßstabsgenauen v-t-Diagramm folgenden
zusammenhängenden Bewegungsablauf dar:

Ein ruhender Körper bewegt sich mit a=0,5m/s² über 2 Sekunden
hinweg. Danach bleibt er plötzlich 3 Sekunden lang stehen, um
dann über eine halbe Sekunde sich im freien Fall
weiterzubewegen.

Wie gesagt: Die ist unlösbar.

2.) Ein Auto erreicht aus dem Stillstand innerhalb von 10
Sekunden die Geschwindigkeit von 90 km/h, fährt anschleißend
gleichförmig 750m weit und kommt dann längs einer Bremsstracke
von 0,1 km zum Stehen.

a) Berechnen Sie die Zeit für die gesamte Bewegung.

Zerlegung der Bewegung in drei Abschnitte:

  1. gleichmäßige Beschleunigung: t1 = 10s

  2. gleichförmige Bewegung: s2 = v*t2
    Geg.: v = 90 km/h = 25 m/s; s2 = 750 m.
    Ges: t2 = ?

  3. gleichmäßige Beschleunigung (eigentlich ist es eine Verzögerung, denn es wird langsamer, aber das Ganze folgt denselben physikalsichen Gesetzen): v = a * t3; s2 = a/2 * t²
    Geg.: v = 90 km/h = 25 m/s
    Ges: t3

(Hier ist nicht nur t3 unbekannt, sondern auch noch a. Also stellst Du die eine Gleichung so um, dass a auf einer Seite steht. Dann kannst Du das Ergebnis in die zweite Gleichung einsetzen. Es sollte dann so etwas rauskommen:

t3 = (+ oder -) Wurzel(…)

In dem (+ oder -) steckt das, was ich oben gesagt habe: Es ist physikalisch wurst, ob beschleunigt oder abgebremst wird.

Jetzt musst Du nur noch die Gesamtzeit ausrechnen: t = t1 + t2 + t3

b) Berechnen Sie die zurückgelegte Strecke für die gesamte
Bewegung.

Im Prinzip der gleiche Rechenweg. Diesmal hast Du das Problem mit den zwei Unbekannten bei der Beschleunigungsphase, dafür ist das Abbremsen einfacher. Aber auch hier: Nach a auflösen, in die andere Gleichung einsetzen, in dem Fall: s ausrechnen.

s = s1 + s2 + s3

c) Berechnen Sie die Durchschnittsgeschwindigkeit für die
gesamte Bewegung

v = s/t

(gesamter Weg und gesamte Zeit einsetzen).

d) Erstellen Sie ein s-t-Diagramm für die gesamte Bewegung.

Die Kurve beginnt bei (0; 0) und führt nacheinander durch die Punkte (t1; s1), (t1+t2; s1+s2), (t1+t2+t3, s1+s2+s3). Die Punkte sind jeweils die Grenzen der drei Abschnitte.

  1. von 0 bis t1: eine steiler werdende Kurve.
  2. von t1 bis (t1+t2): eine Gerade (gleichförmige Bewegung!)
  3. von (t1+t2) bis (t1+t2+t3): eine flacher werdende Kurve.
    und nicht vergessen:
  4. ab (t1+t2+t3): eine waagrechte Gerade.

Alle vier Kurvenabschnitte sollten nahtlos ineinander übergehen. (Also keine Ecken!) Wenn es noch genauer sein muss, kannst Du ja noch ein paar „Stützpunkte“ ausrechnen.

3.)Um die Meerestiefe durch Echolotung zu bestimmen, wird ein
kurzes Funksignal mit zwölffacher Schallgeschwindigkeit von
einem Schiff gesandt. Wie viel Tiefenmeter hat dort das Meer,
wenn das Echolot nach 1,8s an den Aussendeort zurückkehrt?

Die Aufgabe ist so schlecht, dass jeder noch so schlechte Lösungsversuch immer noch besser ist, als die Aufgabe selbst! Das kriegst Du also auch ohne mich hin. :wink:

Michael

#4

So, erstmal vielen Dank für die prompte Lösung der Aufgaben.
Werde mich jetzt die Tage damit auseinander setzen.

Hastmir echt geholfen.

Velen Dank, für deine Mühen und Zeit die du investiert hast.