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cptburak
Anmeldungsdatum: 30.12.2013
Beiträge: 1
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 cptburak Verfasst am: 30. Dez 2013 10:11 Titel: Kinematik Top Speed |
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Meine Frage:
Hallo bin der Burak und bin neu hier.
Ich rechne für meine Physik Klausur an der Hochschule, die Übungsaufgaben von meinem Prof.. durch.
Aber bei der einen Aufgabe komme ich nicht weiter, ich würde mich freuen, wenn ihr mir weiter helfen könnt.
Ich brauche nicht die ganze Lösung, aber einen guten Ansatz Punkt und wie ich am besten die Aufgabe betrachten soll.
Mfg
Burak
Betrachten Sie einen Geparden bei der Jagd. Er erreicht auf ebener Strecke eine Höchstgeschwindigkeit von 108 km/h. Bambi ist 360 m entfernt und sieht ihn nicht kommen. Der Gepard (nennen wir ihn ?Horst?) hat Bambi nach 14 s erreicht ? Mahlzeit! a) Wie lange braucht Horst bis er auf Topspeed ist? b) Nach welcher Strecke ist Horst auf Topspeed? c) Nach 8 s sieht Bambi Horst auf sich zukommen (falls Sie Teil a nicht lösen konnten: Hier hat Horst seinen Topspeed schon lange erreicht und er sei noch 100 m entfernt. Diese Angaben stimmen nicht(!), wenn Sie a lösen konnten nehmen Sie natürlich die richtigen Werte) und gibt Kette. Sie beschleunigt mit 10 m/s2 exakt in Horst?s Laufrichtung von diesem weg. Bambi schafft maximal 72 km/h und ist zu gestresst für Ausweichmanöver. Wie lange dauert es, bis Bambi ausgehüpft hat? 2
Meine Ideen:
Ich dachte mir, mit dem Weg-Zeit-Gesetzt kommt man weiter, nach tüfteln hin und her und aufstellen, komme ich nicht zur gewünschten Zeit, ich kriege immer zu hohe ergebnisse raus. |
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Namenloser324
Gast
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| Namenloser324 Verfasst am: 30. Dez 2013 12:45 Titel: |
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Welche Beschleunigung hat Horst denn? Diese Angabe fehlt noch. |
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Wiktoria
Gast
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| Wiktoria Verfasst am: 30. Dez 2013 13:10 Titel: |
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"Topspeed" bedeutet wohl: "Höchstgeschwindigkeit".
Warum schreibt der Aufgabensteller nicht alles auf Englisch?
"Diese Angaben stimmen nicht(!), wenn Sie a lösen konnten nehmen Sie natürlich die richtigen Werte) und gibt Kette."
Aus welcher Sprache stammt denn dieser Satz?
@Namenloser, die Beschleunigung soll doch errechnet werden!
(ich erhalte 7,5 m/s²). |
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Namenloser324
Gast
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| Namenloser324 Verfasst am: 30. Dez 2013 13:15 Titel: |
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Also bei a) ist gefragt, wie lange der Gepard benötigt um Bambi zu erreichen. Da geht es um eine Zeit.
Diese kann ich aber nur durch eine zusätzliche Information über die Beschleunigung von Horst errechnen. |
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Namenloser324
Gast
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| Namenloser324 Verfasst am: 30. Dez 2013 13:18 Titel: |
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| Namenloser324 hat Folgendes geschrieben: | Also bei a) ist gefragt, wie lange der Gepard benötigt um Bambi zu erreichen. Da geht es um eine Zeit.
Diese kann ich aber nur durch eine zusätzliche Information über die Beschleunigung von Horst errechnen. |
Okay, ich habe stuss geredet, ich sollte mich wohl nicht mit dem Physikboard von meiner eigentlichen Arbeit ablenken, tut mir leid. Werde mir angewöhnen nur noch mit meinem Account zu posten, dann lösch ich sowas in Zukunft.
Tut mir leid. |
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kingcools
Anmeldungsdatum: 16.01.2011
Beiträge: 700
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| kingcools Verfasst am: 30. Dez 2013 13:35 Titel: |
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| Wiktoria hat Folgendes geschrieben: | "Topspeed" bedeutet wohl: "Höchstgeschwindigkeit".
Warum schreibt der Aufgabensteller nicht alles auf Englisch?
"Diese Angaben stimmen nicht(!), wenn Sie a lösen konnten nehmen Sie natürlich die richtigen Werte) und gibt Kette."
Aus welcher Sprache stammt denn dieser Satz?
@Namenloser, die Beschleunigung soll doch errechnet werden!
(ich erhalte 7,5 m/s²). |
Ich bitte nochmals um Pardon!
Habe es nun selber nachgerechnet und erhalte ebenso 7,5 m/s².
Ansatz ist folgender:
Die Bewegung des Geparden lässt sich in zwei Teile charakterisieren:
Beschleunigungsphase auf Maximalgeschwindigkeit von 108 km/h und Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit bis Bambi erreicht ist. (Beschleunigung in Beschleunigungsphase ist konstant).
Desweiteren ist bekannt, das beide Phasen zusammen 14 Sekunden dauern und die Summe der Strecken der beiden Phasen 360 m ergeben muss.
Vielleicht hilft dir folgende Idee:
Für die Dauer T_b der Beschleunigungsphase gilt:
T_b = V_h/a, wobei V_h die Höchstgeschwindigkeit ist.
Für die Dauer T_h der Phase mit konstanter Geschwindigkeit gilt:
V_h*T_h = S_h, wobei S_h die Weglänge der Phase mit konstanter Geschwindigkeit ist.
Es gilt:
T_b + T_h = 14s und S_ges = S_b + S_h mit S_b als Weglänge die beim Beschleunigen zurückgelegt wird. |
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Burak
Gast
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| Burak Verfasst am: 06. Jan 2014 13:50 Titel: |
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Danke schön  |
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Burak
Gast
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| Burak Verfasst am: 06. Jan 2014 14:07 Titel: |
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Sorry aber auf die 7,5 m/s^2 komme ich nicht, für seine beschleunigung.
Und Vmax da rätsel ich auch noch rum, wie lange er braucht, obwohl ihr mir einen Tipp gegeben habt.
Hmmm...  |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 06. Jan 2014 16:20 Titel: |
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| Burak hat Folgendes geschrieben: | | Sorry aber auf die 7,5 m/s^2 komme ich nicht, für seine beschleunigung. |
Ich verstehe gar nicht, warum hier alle so auf der Beschleunigung herumreiten. Nach der ist doch an keiner Stelle der Aufgabe gefragt. Man kann sie natürlich nummerisch berechnen, aber notwendig ist das nicht. Es genügt die allgemeine Bestimmung.
| Burak hat Folgendes geschrieben: | Und Vmax da rätsel ich auch noch rum, wie lange er braucht, obwohl ihr mir einen Tipp gegeben habt.
Hmmm... :klo: :klo: |
Bevor ich Dir die Rechnung vorführe, hier ein paar Definitionen der Wegstrecken und Zeiten, die im ersten Teil der Aufgabe vorkommen:
s1 = Beschleunigungsstrecke
t1 = Beschleunigungszeit (=Zeit für die Strecke s1)
v(max) = 108km/h = 30m/s = Höchstgeschwindigkeit
s2 = Strecke mit konstanter Höchstgeschwindigkeit
t2 = Zeit für die Strecke s2
s = s1 + s2 = 360m
t = t1 + t2 = 14s
Der gesamte Bewegungsablauf im Aufgabensteil a) besteht aus zwei Phasen:
Phase 1: Beschleunigungsphase (Strecke s1, Zeit t1)
Dafür sind das Weg-Zeit-Gesetz und das Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz für die gleichmäßig beschleunigte Bewegung zuständig:
und
Beschleunigung a in Weg-Zeit-Gesetz einsetzen:
Phase 2: Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit v(max) (Strecke s2, Zeit t2)
Dafür gilt das Weg-Zeit-Gesetz für die die gleichförmige Bewegung:
Beide Strecken zur (bekannten) Gesamtstrecke addieren:
)
Jetzt ist ein kleiner Trick erfoderlich, nämlich die Addition von (1/2)*t1 in der Klammer. Damit der Klammerausdruck richtig bleibt, muss (1/2)*t1 auch wieder abgezogen werden. Also:
=v_{max}\cdot\left(t_1+t_2-\frac{1}{2}\cdot t_1\right))
t1 und t2 lassen sich zur Gesamtzeit t zusammenfassen:
)
In dieser Gleichung ist die gesuchte Zeit t1 die einzige Unbekannte. Die Gleichung lässt sich leicht nach t1 auflösen.
In Aufgabenteil b) wird nach der Beschleunigungsstrecke s1 gefragt. Eine Gleichung dafür wurde oben bereits hergeleitet, nämlich
Da brauchen nur noch die gegebenen und errechnten Werte eingesetzt zu werden. |
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