Geschwindigkeitsbrechnung Kinematik

Wissenschaft Physik
#1

Also wir haben in Physik folgende Aufgabe zu rechnen:
Ein Zug mit historischer Dampflock ist 266 m lang und fährt mit einer Geschwindigkeit von 59 km/h.
Durch Querwind wird die Rauchfahne der Lokomotive abgetrieben und steht 10 m seitwärts vom Zugende.
Welche Geschwindigkeit hat der Querwind?

Meine Rechnungen ergeben, das der Querwind eine Geschwindigkeit von 295/133 Km/h hat, also 1475/2394 m/s.
Allerdings verwirren mich die komischen Ergebnisse.
Kann mir jemand helfen?

Mein Rechenweg sieht wie folgt aus:
Szug/Vzug=t -> t= 4788/295 s
Vwind=Swind/t -> Vwind=295/133 Km/h

#2

Also wir haben in Physik folgende Aufgabe zu rechnen:
Ein Zug mit historischer Dampflock ist 266 m lang und fährt
mit einer Geschwindigkeit von 59 km/h.
Durch Querwind wird die Rauchfahne der Lokomotive abgetrieben
und steht 10 m seitwärts vom Zugende.
Welche Geschwindigkeit hat der Querwind?

Er legt 10m in der Zeit zurück, die der Zug zum durchlaufen von 266m bei 59km/h benötigt.

Diese Zeit ist: (rechne selber)
Damit ist der Querwind: 10m / x s = (rechne selber) schnell

#3

Ja, da komme ich auf meine 295/133 KMH

#4

Hallo,

Ja, da komme ich auf meine 295/133 KMH

hat es kürzlich eine naturwissenschaftliche Reform gegeben, so dass neuerdings die Geschwindigkeit statt in km/h in KMH und die elektrische Energie in kW/h anstatt in kWh angegeben werden muss? :wink:
Aber diese ungewöhnlichen Geschwindigkeitsangaben (z.B. 180/3) sind mir auf diesen StVO-Zeichen 274 auch schon aufgefallen. :wink:

Gruß
Pontius

#5

Ich find ja schön, dass hier recht schnell jemand antwortet, aber hilfreiches ist da nichts bei…
Geschwindigkeit ist eigentlich in m/s, das weiß ich, aber wie sieht das mit meinen Ergebnissen aus?
Sind die richtig? weil von den brüchen komm ich nicht auf irgendeine numerische Zahl, es sei denn ich runde…

#6

Stimmt aber.
Wenn man sich das Dreieck Zugspitze-Zugende-Dampf am Zugende ansieht, kann man aussagen, dass in einer bestimmten Zeit t der Zug seine eigene Länge zurückgelegt und der Wind 10m.
t = s_Zug/v_Zug
t = s_Wind/v_Wind
=> v_Wind = v_Zug*s_Wind/s_Zug = 59*10/266 km/h = 590/266 km/h = 295/133 km/h

Die Werte sind ziemlich oft komisch…
Dazu mal wieder die „Standardgeschichte“ aus unserem Physik-Unterricht:
Ein mit einem Spielzeugmotor betriebener Schlitten (m = 80kg) fährt einen Berg hinunter.
…
Geschwindigkeit: 300 m/s

mfg,
Ché Netzer

#7

Sind die richtig? weil von den brüchen komm ich nicht auf
irgendeine numerische Zahl, es sei denn ich runde…

Was meinst du denn mit „numerischen Zahlen“??
Natürliche Zahlen? Die gibt es nur in unnatürlichen Idealfällen als Ergebnis, davon muss man nicht ausgehen.

mfg,
Ché Netzer

#8

Stimmt aber.

=> v_Wind = v_Zug*s_Wind/s_Zug = 59*10/266 km/h = 590/266 km/h
= 295/133 km/h

Die Werte sind ziemlich oft komisch…

mfg,
Ché Netzer

Da bin ich aber beruhigt:smile:
Vielen Dank

#9

Ja. Runden.

Die Aufgabenstellung hat Zahlen mit 2 oder 3 exakten Stellen, also muss Dein Ergebnis auch nur diese Genauigkeit haben. Also eigentlich 2, da die Geschwindigkeit des Zuges ja z.B. zwischen 58,5km/h und 59,5km/h liegt und der Abstand der Rauchfahne auch irgendwo zwischen 9,5m und 10,5m.

Kannst ja ein paar Kombinationen durchprobieren und das Intervall der möglichen Ergebnisse bestimmen.

Gruß Lutz

#10

eigentlich 2, da die Geschwindigkeit des Zuges ja z.B.
zwischen 58,5km/h und 59,5km/h liegt und der Abstand der
Rauchfahne auch irgendwo zwischen 9,5m und 10,5m.

Nene, nix da! Die Geschwindigkeit liegt bei exakt (!) 59 km/h, der Zug fährt genau geradeaus (Erdkrümmung gibt’s nicht) und reibungsfrei verläuft das alles natürlich auch*. Außerdem bewegt sich der Dampf natürlich immer genau mit der Windgeschwindigkeit, ohne sich zu verteilen. Von daher wird er auch um genau (!) 10 Meter abgetrieben, auf Milliarden von Nachkommastellen genau.
Wir wollen hier doch nicht die schöne (schulaufgaben-)physikalische Weltfremdheit verlieren!

mfg,
Ché Netzer

*Auch wenn er dann nicht beschleunigt wird und kein Dampf entstehen muss…

#11

Hallo,

ich hätte da mal eine Zusatzfrage:
Was sind „komische Werte“?
Und noch eine:
Ist ein Ergebnis richtig, wenn die Werte nicht „komisch“ sind?

Viele Grüße von
Haubenmeise

#12

Was sind „komische Werte“?

Alles außer 42.

Ist ein Ergebnis richtig, wenn die Werte nicht „komisch“ sind?

Wäre ja damit beantwortet.

mfg,
Ché Netzer

#13

Ich find ja schön, dass hier recht schnell jemand antwortet,
aber hilfreiches ist da nichts bei…

Das sehe ich anders. „xstrom“ hat doch als erster geantwortet und m.E. den Lösungsweg bereits aufgezeigt.

#14

ich komme auf die gleichen Werte, aber mit hübschen Zahlen…

10m/(266/16,4)*3.6=2.2km/h

#15

Nur dass dir für diese Rechnung ein normaler Physiklehrer eine auf den Deckel geben würde, wegen mangelnder Einheiten usw. Und es kommt ja auch nicht auf hübsche Zahlen an. Rundung ist bei diesen Aufgabenstellungen zwar absolut angebracht (und oft noch eine der kleineren Fehlerquellen, wenn man mal guckt, was da nicht beachtet wird), trotzdem ist 295/133 km/h das richtige Ergebnis, da auf beliebig viele Kommastellen genau.

MfG,
TheSedated

#16

Ich find ja schön, dass hier recht schnell jemand antwortet,
aber hilfreiches ist da nichts bei…

Ähh - nein?

Hatte ich da nicht einen Lösungsweg gegeben?

Geschwindigkeit ist eigentlich in m/s, das weiß ich, aber wie
sieht das mit meinen Ergebnissen aus?

Ein Ergebnis ohne Lösungsweg ist kein Ergebnis, für das man z.B. in der Schule auch nur einen Punkt bekommen würde.

Ein Bruch in der Form 295/133KMH ist KEIN Ergebnis.
Die Einheit „eins durch Kelvin-Mega-Henry“ ist nicht sinnvoll.

Sind die richtig? weil von den brüchen komm ich nicht auf
irgendeine numerische Zahl, es sei denn ich runde…

Und Runden ist dir verboten worden?

#17

weil von den brüchen komm ich nicht auf
irgendeine numerische Zahl, es sei denn ich runde…

mal rein interessehalber:
Was ist eine numerische Zahl?
Worin unterscheidet sich eine numerische Zahl von anderen Zahlen?
Gibt es nicht-numerische Zahlen? (Oder heißt es „nichtnumerisch“?)

#18

Ein Bruch in der Form 295/133KMH ist KEIN Ergebnis.
Die Einheit „eins durch Kelvin-Mega-Henry“ ist nicht sinnvoll.

Das wäre Temperatur durch Widerstand mal Zeit. Das ist für jeden Zug konstant und gibt an, wie sich seine Temperatur bei Veränderung des Widerstandes oder der Zeit verändert. 1 Stunde nach Start des Zuges hat er z.B. bei 5*10^(-3) 1/KMH = K/Ωs (besonders bei älteren Modellen realistisch) und einer Anfangstemperatur von 20°C eine Temperatur von 21,8°C. Und wenn man seinen elektrischen Widerstand erhöht, steigt seine Temperatur auch.
Der Zug aus der Aufgabe hat nunmal 295/133KMH ≈ 2,2*10^(-6) K/Ωs. Das ist in der Tat ein komischer Wert, normalerweise ist diese Konstante viel größer (s.o.).

mfg,
Ché Netzer

#19

Hoppla…
Das Kelvin müsste ja auch noch in den Nenner…
Tja, das hatte ich übersehen; so ist die Einheit dann doch nicht sinnvoll…

#20

Hallo,

nu’ werd aber mal nicht komisch…

Viele Grüße von
Haubenmeise