| Autor |
Nachricht |
Macht viel viel lieber De
Gast
|
 Macht viel viel lieber De Verfasst am: 20. Mai 2016 23:27 Titel: Physik Übungs-KA Lösungsansätze Bewegung |
 |
|
Meine Frage:
Link zum AB:
http://www.bilder-upload.eu/show.php?file=365ac3-1463778549.png
Ich würde es begrüßen, wenn man mir Lösungsansätze, keine Lösungswege, zu den einzelnen Aufgaben geben könnte und Überbegriffe, um was es genau geht, wären nicht schlecht, dann kann ich mir die Themen nochmal genau anschauen.
Habt ihr einen Tipp für mich, wie ich Physik gut üben und auch verstehen kann? Ich könnte den Unterricht genau so gut schwänzen, ich blick in dem Fach einfach nicht durch.
Noch ne
Danke!
Meine Ideen:
Aufgabe 2:
3 Teilstrecken
Gesucht ist s und a
y ist v, x ist t
Für die Strecke: s = v * t
Teilstrecke 2 ist das Problem, ich kapier nicht, wie ich die - 20 km/h ausdrücken bzw damit rechnen soll. Und ich weiß nicht ob das eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung ist oder nicht.
Für a: a= s / 0,5 * t²
Aufgabe 3:
Gesucht: v
Gegeben: s und t
Wobei ich irgenwas mit t ausrechnen muss, damit ich nen sauberen Wert raus kriege. Rückenwind addieren und Gegenwind subtrahieren...
Ka wie ich da vorgehen soll
Frage: Was bedeutet "relativ zur Erde?"
Aufgabe 4
Was ist eine Wurfparabel?
Gesucht v
Eventuell brauche ich g, wegen der Höhe.
Naja ihr seht, ich versteh das Thema nicht und ich hoffe ihr könnt mich in die richtige Richtung leiten.
Grüße |
|
 |
hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
|
| hansguckindieluft Verfasst am: 20. Mai 2016 23:52 Titel: |
|
|
Hallo,
der zurückgelegte Weg ist ja für den Fall, dass man sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, einfach Geschwindigkeit * Zeit. Man kann den Weg daher auch als die Fläche unter dem Geschwindigkeits - Zeit - Diagramm interpretieren.
Für den Fall einer beschleunigten Bewegung ist das nicht anders: Der zurückgelegte Weg ist einfach die Fläche unter dem Geschwindigkeits - Zeit - Diagramm.
Und ja, die Beschleunigung in der Teilstrecke 2 ist konstant.
Kennst Du dich mit Differenzialrechnung aus? Die Beschleunigung ist ja die Ableitung der Geschwindigkeit nach der Zeit. Anders ausgedrückt ist die Beschleunigung die zeitliche Änderungsrate der Geschwindigkeit. Das entspricht gerade der Steigung der Geschwindigkeitsfunktion. Und die Steigung ist ja in Teilstrecke 2 konstant.
Gruß |
|
|
hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
|
| hansguckindieluft Verfasst am: 21. Mai 2016 00:15 Titel: |
|
|
zu 3)
"relativ zur Erde" bedeutet einfach: Welche Geschwindigkeit des Flugzeugs würde ein Beobachter "messen", der auf dem Erdboden steht?
Und ja, die Windgeschwindigkeit addiert sich zur Geschwindigkeit des Flugzeuges. Bei Rückenwind fliegt das Flugzeug relativ zur Erde achneller, bei Gegenwind entsprechend langsamer. Das macht sich in Form der beiden angegebenen Zeiten bemerkbar, welche für die gleiche Strecke benötigt werden.
zu 4)
Das Wasser, welches waagerecht austritt, bewegt sich in waagerechter Richtung mit konstanter Geschwindigkeit weiter, während es sich zeitgleich in vertikaler Richtung konstant beschleunigt in richtung Erdboden bewegt. Die Überlagerung dieser beiden Bewegungen ist eine Parabel (die Wurfparabel).
Die Frage isr also, wie lange braucht das Wasser für die vertikale Bewegung bis zum Boden, und welche Strecke legt es in dieser Zeit horizontal zurück?
zu 5)
Hier kommt man am schnellsten über den Energieerhaltungssatz zum Ziel.
Gruß |
|
|
Jayk
Anmeldungsdatum: 22.08.2008
Beiträge: 1450
|
| Jayk Verfasst am: 21. Mai 2016 00:21 Titel: Re: Physik Übungs-KA Lösungsansätze Bewegung |
|
|
Macht lieber De... Tut mir leid, das paßt nicht zu unserer Leitkultur. 
| Macht viel viel lieber De hat Folgendes geschrieben: |
Aufgabe 2:
3 Teilstrecken
Gesucht ist s und a
y ist v, x ist t
Für die Strecke: s = v * t
Teilstrecke 2 ist das Problem, ich kapier nicht, wie ich die - 20 km/h ausdrücken bzw damit rechnen soll. Und ich weiß nicht ob das eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung ist oder nicht.
|
Nehmen wir an, es wäre eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung... Könntest Du dann die Aufgabe lösen?
Wie erkennt man denn eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung in einem v-t-Diagramm?
Tipp: Geschwindigkeit ist die zeitliche Änderungsrate des Ortes, Beschleunigung ist die zeitliche Änderungsrate der Geschwindigkeit. Konstante Beschleunigung ist für die Geschwindigkeit also dasselbe wie konstante Geschwindigkeit für den Ort (auch als gleichförmige Bewegung bekannt).
Die Beschleunigung solltest Du mit dem Tipp leicht herausbekommen. Stell Dir einfach vor, es wäre ein s-t-Diagramm und Du solltest die Geschwindigkeit bestimmen. Wie würdest Du das machen? Genauso machst Du es hier.
Den Ort zu berechnen ist etwas kniffliger. Wenn Du eine gute Intuition hast, kannst Du das Ergebnis aus geometrischen Überlegungen sofort hinschreiben. Ansonsten mußt Du die Formeln anwenden, die Du kennst. Die Formel s=v*t gilt nur für konstante Geschwindigkeit. Vollständig heißt sie übrigens  oder gleichbedeutend  . Das wird nicht so betont, weil es eigentlich klar ist, aber ich will darauf hinaus, daß Du so die Strecke zu jedem Zeitpunkt bekommst, wenn Du eine Anfangsbedingung (Strecke zum Zeitpunkt 0) hast. Für gleichmäßig beschleunigte Bewegung gibt es auch eine entsprechende Formel. Die braucht allerdings zwei Anfangsbedingungen: die Strecke zum Zeitpunkt 0 und die Geschwindigkeit zum Zeitpunkt 0 (die erste ist wieder so klar, daß man sie fast nicht zu erwähnen braucht, die zweite ist allerdings verdammt wichtig).
| Zitat: |
Für a: a= s / 0,5 * t²
|
Ich interpretiere das mal richtig, daß Du (0.5t²) geklammert meinst (wenn Du so etwas hintereinander schreibst, setze bitte Klammern, da sonst die Reihenfolge unklar ist: * und / sind gleichberechtigte Operationen, also würde man die Formel von links nach rechts lesen, was Du aber sicherlich gerade nicht meinst). Die Formel gilt hier trotzdem nicht: Das liegt daran, daß die Geschwindigkeit zum Anfang des Teilstücks 2 nicht 0 ist. Ansonsten wäre sie richtig. Aber selbst, wenn sie richtig wäre, würde sie Dir nichts nützen: Du bestimmst erst die Beschleunigung und dann die Strecke. Umgekehrt wäre es auch möglich, aber nur mit Integralrechnung. 
Wie gesagt: Beschleunigung ablesen, daraus dann die Strecke berechnen und die Anfangsbedingungen beachten.
| Zitat: |
Aufgabe 3:
Gesucht: v
Gegeben: s und t
Wobei ich irgenwas mit t ausrechnen muss, damit ich nen sauberen Wert raus kriege. Rückenwind addieren und Gegenwind subtrahieren...
Ka wie ich da vorgehen soll
Frage: Was bedeutet "relativ zur Erde?"
|
Die Frage kannst Du nicht verstehen, sie ist nämlich Unsinn. Wenn das Flugzeug 1.0km in 7.0s zurücklegt, hat es eine Geschwindigkeit von (1/7)km/s. Punkt. Gemeint ist, welche Geschwindigkeit das Flugzeug relativ zur Luft hat. Das kannst Du dir dann so vorstellen, daß das Flugzeug einmal gegen den Wind arbeitet und einmal mit dem Wind. Dadurch wird es relativ zur Erde entweder schneller (Rückenwind) oder langsamer (Gegenwind). Die Geschwindigkeiten, die Du angegeben hast, beziehen sich auf die Geschwindigkeit relativ zur Erde, Du sollst daraus die Geschwindigkeit relativ zur Luft und die Windgeschwindigkeit berechnen.
Nimm beide Geschwindigkeiten als Unbekannte. Kannst Du die Geschwindigkeiten relativ zur Erde in Abhängigkeit dieser beiden Größen formulieren? Wenn Du das kannst, hast Du zwei Gleichungen für zwei Unbekannte, also ein vermutlich lösbares Gleichungssystem (es ist in der Tat lösbar).
| Zitat: |
Aufgabe 4
Was ist eine Wurfparabel?
|
Wenn Du einen Ball wirfst, bewegt er sich auf einer Parabel, d.h. die Höhe als Funktion der zurückgelegten horizontalen Strecke ist eine Parabel. Die Höhe als Funktion der Zeit ist übrigens auch eine Parabel, da die Geschwindigkeit in horizontaler Richtung ja konstant ist (denn die Erde beschleunigt den Ball nur nach unten), die horizontale Strecke also proportional zur Zeit ist (s=v*t~t).
Das Wasser wird natürlich nicht geworfen im eigentlichen Sinne, aber physikalisch ist die Situation analog. Das Wasser hat eine Anfangsgeschwindigkeit und unterliegt danach dem Einfluß der Gravitation, das ist bei dem Ball genauso. Deswegen heißt es hier auch Wurfparabel, obwohl natürlich kein Wurf vorliegt.
Um die Parabel zu zeichnen, mußt Du die Höhe als Funktion der horizontalen Strecke ermitteln. Entweder hast Du im Physikhefter Zwischenergebnisse zur Wurfparabel, dann verwendest Du diese. Ansonsten gehst Du folgendermaßen vor:
1. Höhe y(t) als Funktion der Zeit: gleichmäßige Beschleunigung nach unten! Beachte die Anfangsbedingungen (insb. die Anfangsstrecke).
2. Horizontale Strecke x(t) als Funktion der Zeit: gleichförmige Bewegung. Die Geschwindigkeit sollst Du berechnen, Du nimmst erstmal einen unbekannten Wert  an.
3. Drücke die Höhe y(x) als Funktion der horizontalen Strecke aus, indem Du die Gleichung bei 2 nach t (Zeit) umstellst und diese in die Gleichung bei 1 einsetzt.
4. Berechnung der Geschwindigkeit: Du weißt einen speziellen Wert von y(x), nämlich y(5.0m)=0 (oder die Höhe des Rohres, wenn Du die Anfangshöhe als Null definiert hast; mach es so, wie es Dir am logischsten erscheint). Daraus berechnest Du die Geschwindigkeit.
5. Damit hast Du nun eine Gleichung für y(x), in der alle Parameter bestimmt sind. Das heißt, Du kannst die Parabel bestimmen.
Wegen Aufgabe 5: Soll das einfach heißen: Aus welcher Höhe muß der Körper fallen, um mit 72km/h aufzuprallen?? Warum wird dann dieses Fahrzeug ins Spiel gebracht?
Entweder ist die Aufgabe ein (schlechter) Scherz oder der Lehrer war 
Falls das jedenfalls so gemeint ist: Weg-Zeit-Gesetz und Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz für die gleichmäßig beschleunigte Bewegung zu einem Geschwindigkeits-Weg-Gesetz machen, indem Du eine Gleichung nach der Zeit umstellst und diese in die andere einsetzt, so ähnlich wie bei Aufgabe 4 bei der Wurfparabel. Welche Du nach der Zeit umstellst, ist prinzipiell egal, aber eine Variante ist deutlich einfacher als die andere.
(EDIT: Energieerhaltungssatz geht natürlich auch und ist einfacher. Allerdings solltest Du beides können.)
PS: Da war einer deutlich schneller. |
|
|
willyengland
Anmeldungsdatum: 01.05.2016
Beiträge: 676
|
|
|
macht lieber Deutsch
Gast
|
| macht lieber Deutsch Verfasst am: 23. Mai 2016 19:56 Titel: |
|
|
Hallo zusammen,
danke für euer Feedback!
Ich muss mal langsam an die Sache rangehen, also Stück für Stück damit ich das kapiere.
Aufgabe 2:
Mein Problem ist immer noch, dass ich aus TS2 a nicht ablesen kann.
Das Auto wird langsamer, das ist klar aber um welchen Wert? Sind es wirklich die -20km/h?
Ich gehe davon aus, dass es sich bei TS 1 & 3 um eine gleichförmige Bewegung handelt. Bei TS 2 um eine gleichmäßig, beschleunigte. Ist das korrekt?
Als erste habe ich die Einheiten in Basis-Einheiten umgewandelt.
v1 = 40 km/h = 11,1 m/s
v2 = ???
v3 = 20 km/h = 5,5 m/s
t1 = 0,5 min = 30s
t2 = 0,7 min = 42s
t3 = 0,3 min = 18s
tges = 90 sek
Wenn meine obige Annahme stimmt, dann gilt für
TS1 & TS3: s=v*t, a = 0 (sonst könnte im Diagramm keine Gerade sein)
TS1: s = 333m
TS3: s = 99m
Das dürfte die Strecke zeichnerisch dargestellt sein:
wwwPUNKTbilder-upload.eu/show.php?file=475bb3-1464021394.png
(ich darf leider keinen Link posten, muss mich anmelden)
Bin ich auf dem richtigen Weg?
Differenzialrechnung sagt mir nix...
/ ist bei mir ein Bruch und : ist geteilt, wegen der Klammer 
Der Tipp verwirrt mich etwas  |
|
|
hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
|
| hansguckindieluft Verfasst am: 23. Mai 2016 21:55 Titel: |
|
|
Hallo,
das, was Du bisher gerechnet hast, stimmt soweit (TS3 sind genau 100m, Rundungsfehler).
Dein Problem liegt ja in TS2:
Also die Beschleunigung ist ja die Änderungsrate der Geschwindigkeit. Mit andren Worten: Wie sehr ändert sich die Geschwindigkeit in einer bestimmten Zeit. Die Einheit der Beschleunigung ist daher auch m/s^2 (also Geschwindigkeit durch Zeit). Kannst Du damit die Beschleunigung in TS2 angeben?
Und die zurückgelegt Strecke ist die Fläche unter der Geschwindigkeits-Zeit-Kurve. Damit solltest Du auch den in TS2 zurückgelegten Weg bestimmen können.
Gruß |
|
|
Macht viel lieber Deutsch
Gast
|
| Macht viel lieber Deutsch Verfasst am: 23. Mai 2016 23:09 Titel: |
|
|
Okay, langsam blicke ich durch.
Die Änderungsrate der Geschwindigkeit ist -20 km/h = - 5,56 m/s
Formel: a = v / t
a = - 0,132 m/s²
Fehlt noch die Strecke: s = 0,5⋅a⋅t²
Wenn die Formel stimmt, wären es - 116,424 m
Wenn ich s1 und s3 dazu rechne, komme ich auf 316, 576 m
Passt das?
| Zitat: | | Den Ort zu berechnen ist etwas kniffliger. Wenn Du eine gute Intuition hast, kannst Du das Ergebnis aus geometrischen Überlegungen sofort hinschreiben |
Wenn meine Zeichnung in den Bild stimmt, wie kann ich daraus die Strecke in m ableiten? |
|
|
hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
|
| hansguckindieluft Verfasst am: 24. Mai 2016 07:20 Titel: |
|
|
| Macht viel lieber Deutsch hat Folgendes geschrieben: |
Formel: a = v / t
a = - 0,132 m/s² |
nein, das stimmt leider noch nicht. Durch welche Zeit t hast Du denn hier geteilt?
Wieviel Zeit ist denn verstrichen, bis die Geschwindigkeit um 20km/h (oder 5,556 m/s) abgenommen hat?
| Macht viel lieber Deutsch hat Folgendes geschrieben: | | Wenn meine Zeichnung in den Bild stimmt, wie kann ich daraus die Strecke in m ableiten? |
Wie würdest Du denn die blau schraffierte Fläche ausrechnen, wenn es wirklich eine Fläche wäre?
Die Formel s = 0,5*a*t^2 ist ein Spezialfall und gilt nur für den Fall, dass keine Anfangsgeschwindigkeit vorliegt.
Im vorliegenden Fall gibt es zu Beginn von TS2 aber eine Anfangsgeschwindigkeit.
Die allgemeine Formel lautet:
Gruß |
|
|
Macht viel lieber Deutsch
Gast
|
| Macht viel lieber Deutsch Verfasst am: 24. Mai 2016 08:08 Titel: |
|
|
Guten Morgen,
ich habe mit t2 = 42s gerechnet.
mit t1 = 30s wären es dann - 0,183 m/s²
Ich habe mir schon fast gedacht, dass ich die längere Version der Formel brauche, habe auch zuerst mit ihr gerechnet, allerdings bin ich auf 6xx gekommen und das schien mir ziemlich viel.
Die Frage, die sich mir dabei gestellt hat:
- welches t nehme ich für t²?
- welches für t?
Habe beides Mal mit t2 = 42s gerechnet. |
|
|
hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
|
| hansguckindieluft Verfasst am: 24. Mai 2016 09:04 Titel: |
|
|
Hallo,
sorry, da habe ich mich vertan. Ich dachte, die Zeitachse wäre in Sekunden angegeben. Wenn Du mit t = 42s gerechnet hast, ist das richtig. Denn das ist ja die Zeitspanne der beschleunigten Bewegung.
Für den Weg musst Du dann auch für t = 42s einsetzen. Auch für das t, welches quadriert wird.
Gruß |
|
|
Macht viel lieber Deutsch
Gast
|
| Macht viel lieber Deutsch Verfasst am: 24. Mai 2016 10:22 Titel: |
|
|
Okay, dann hab ich es wohl.
s = 0,5 * (- 0,132 m/s²) * 42s² + 11,1 m/s * 42s = 349,776m
349,776 m + 433 m = 782,776 m
Die Fläche rechne ich ürbrigens A = entsprechende Formel, allerdings weiß ich nicht, welche geometrische Form TS2 darstellt....
Ich habe noch eine Formel drin stehen:
 brauche ich nur, wenn ich TS 1 nicht ausgerechnet hätte oder? |
|
|
hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
|
| hansguckindieluft Verfasst am: 24. Mai 2016 10:42 Titel: |
|
|
Hallo,
die Strecke für TS2 ist richtig (bis auf Rundungsfehler). Eigentlich kommt genau 350m heraus.
Aber wo hast Du die 433m her? TS1 waren doch 333,33m oder?
Und richtig. Die Formel, welche noch s0 enthält, berücksichtigt noch, dass es ja auch einen Anfangsweg geben kann. Insofern ist das die allgemeinste Formel. Ist der Anfangsweg Null, entfällt s0. Ist auch die Anfangsgeschwindigkeit Null, entfällt auch v0*t.
Zur Flächenbetrachtung:
Die Fläche unter TS2 ist doch ein Trapez, oder? Und wie berechnet man die Fläche eines Trapezes?
Gruß |
|
|
Macht viel lieber Deutsch
Gast
|
| Macht viel lieber Deutsch Verfasst am: 31. Mai 2016 00:39 Titel: |
|
|
Hallo,
die 433m kommen durch T1 = 333m und T3 = 100m raus.
Zur Form:
A = ( a + c ) / 2 * h
Ist das hier nicht ein halber Trapez oder ist das egal?
Ich hab mal n bisschen weiter gemacht.
Aufgabe 3
ges: v
Formel: v=s/t
geg: s = 1km = 1000m
t1 = 7s Rückenwind
t2 = 10s Gegenwind
VF + V Rw = s/t1 1000m/7s = 148,875 m/s
VF - V Gw = s/t2 1000m/10s = 100 m/s
Jetzt hab ich die Geschwindigkeit vom Flugzeug mit Rücken- und Gegenwind. Wie geht es jetzt weiter, also wie kann ich die einzelnen Geschwindigkeiten weiter berechnen?
Aufgabe 4
ges: v
geg: h = 6,5m
s = 5 m
g = 9,81 m/s²
Formel: 
t = 1,15 s
v = 4,35 m/s
Für die Wurfparabel
Einfach ein Koordinatensystem zeichnen und t und v eintragen oder?
Aufgabe 5
ges: h
geg: v = 72km/h = 20 m/s
g = 9,81 m/s²
Formel: 
t = 2s
Damit kann ich dann die Höhe berechnen:
h = 39,42 m
Ich glaube das Auto soll nur etwas verwirren 
Passt das so weit? |
|
|
hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
|
| hansguckindieluft Verfasst am: 31. Mai 2016 15:16 Titel: |
|
|
Hallo,
vielleicht der Reihe nach.
Aufgabe 3)
Die Geschwindigkeiten relativ zur Erde hast Du (bis auf einen Zahlendreher) richtig ausgerechnet.
In beiden Geschwindigkeiten ist ja die gesuchte Windgeschwindigkeit enthalten (einmal mit positivem und einmal mit negativem Vorzeichen). Wie könnte man denn jetzt die Windgeschwindigkeit herausbekommen? Tipp: Subtrahiere doch mal die zweite Gleichung von der ersten Gleichung. Was erhälst Du dann?
Gruß |
|
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
