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berna
Gast
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 berna Verfasst am: 13. März 2012 14:19 Titel: Bewegung oder Ruhe - Bezugssysteme |
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Hallo! 
Ich bin ich gerade ziemlich unsicher ob meine Lösungsansätze richtig sind. Ich hoffe mir kann jemand helfen.
1. Unser Planetensystem bewegt sich in unserer Milchstraße auf das Sternbild des Herkules zu und legt dabei in jeder Sekunde etwa 200km zurück. Berechne, zwischen welchen Beträgen die Geschwindigkeit liegt, mit der du dich innerhalb des Bezugssystems Milchstraße bewegst, wenn du am Schultisch sitzt.
= Also meine Idee hierzu ist eigentlich viel zu einfach als das sie stimmen könnte. Wenn sich unser Planetensystem und ich in dem Planetensystem vorhanden bin bewege ich mich doch auch 200 kms-1 oder nicht?
2. Beim Steuern von Flugzeugen muss man zwischen der Geschwindkeit relativ zum Erdboden unterscheiden. Entsprechend unterscheidet man bei Schiffen zwischen der Geschwindigkeit relativ zum Wasser und der über Grund. Erläutere.
= Idee: Das Bezugssystem ändert sich ja komplett wenn man vom Boden zur Luft übergeht genau wie ein Schiff vom Wasser zum Grund. Zum Beispiel bei Boden und Grund: Je nachdem wie hoch das Flugzeug über der Boden und das Schiff über den Grund fährt ändert sich auch das Bezugssystem.
3. Auf einem Luftkissentisch bewegen sich zwei Scheiben zentral aufeinander zu, prallen zusammen und bewegen sich wieder voneinander weg.
a) Beschreibe die Bewegung in dem Bezugssystem, das fest mit einer der Scheiben verbunden ist.
b) Beschreibe den Vorgang von einem System aus, das zunächst fest mit einer der Scheiben verbunden ist und sich nach dem Stoß mit konstanter Geschwindigkeit relativ zum Tisch weiterbewegt.
= Hier habe ich irgendwie absolut keine Ahnung was ich machen soll. Wie soll ich denn ein Bezugssystem festlegen?!  |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7249
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| Steffen Bühler Verfasst am: 13. März 2012 14:57 Titel: Re: Bewegung oder Ruhe - Bezugssysteme |
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| berna hat Folgendes geschrieben: | | Wenn sich unser Planetensystem und ich in dem Planetensystem vorhanden bin bewege ich mich doch auch 200 kms-1 oder nicht? |
Du bewegst Dich gleichzeitig noch sowohl um den Mittelpunkt der Erde als auch um den der Sonne. Kennst Du diese Geschwindigkeiten?
| berna hat Folgendes geschrieben: | | Das Bezugssystem ändert sich ja komplett wenn man vom Boden zur Luft übergeht genau wie ein Schiff vom Wasser zum Grund. |
Komplett, naja... Aber - sind Luft und Wasser ruhende Systeme?
| berna hat Folgendes geschrieben: | | Wie soll ich denn ein Bezugssystem festlegen? |
Stell Dir vor, Du sitzt auf einer der Scheiben. Das ist dann z.B. das Bezugssystem bei a). Was erlebst Du dann?
Viele Grüße
Steffen |
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bernaa
Gast
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| bernaa Verfasst am: 13. März 2012 15:25 Titel: |
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1. Das haben wir im Unterricht noch gar nicht richtig besprochen...
2. Ach so, das heißt Luft und Wasser wären dann so Bezugssysteme die sich immer ändern und somit ändert sich dann Geschwindigkeit usw immer?!
3a. Kann man das nicht so vergleichen wie wenn in in einem fahrenden Zug sitze (die Scheibe auf der ich sitze) und am Fenster ein Auto vorbeifährt (die andere Scheibe)?! |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7249
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| Steffen Bühler Verfasst am: 13. März 2012 15:53 Titel: |
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| bernaa hat Folgendes geschrieben: | | 1. Das haben wir im Unterricht noch gar nicht richtig besprochen... |
Na, aber Du kennst den Umfang der Erde und wie schnell sie sich um sich selbst dreht. Du kennst außerdem den Abstand zur Sonne und wie schnell wir um die fliegen.
| bernaa hat Folgendes geschrieben: | | 2. Ach so, das heißt Luft und Wasser wären dann so Bezugssysteme die sich immer ändern und somit ändert sich dann Geschwindigkeit usw immer? |
Nicht immer. Wenn die Luft "steht", fliegt das Flugzeug bezogen zur Luft genauso schnell wie bezogen zum Boden. Aber wenn nicht...
| bernaa hat Folgendes geschrieben: | | 3a. Kann man das nicht so vergleichen wie wenn in in einem fahrenden Zug sitze (die Scheibe auf der ich sitze) und am Fenster ein Auto vorbeifährt (die andere Scheibe)?! |
Ja, nur dass das Auto nicht vorbeifährt, sondern frontal auf den Zug knallt und Zug wie Auto sich danach jeweils in die andere Richtung bewegen. Wie siehst Du das im Zug, wenn Du der Lokführer bist?
Viele Grüße
Steffen |
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bernaaaa
Gast
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| bernaaaa Verfasst am: 13. März 2012 16:10 Titel: |
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1.
40000 km am Erdäquator und das wäre dann eine Geschwindigkeit von 1666,67 kmh-1
Die Sonne ist 147 – 152 Millionen km entfernt, wir brauchen 8766 h und umkreisen sie mit einer Geschwindigkeit von 16769,33 – 17339,72 kmh-1
2.
Ich checks nicht 
3.
Das das Auto sich von mir wegbewegt, obwohl sich ja beide voneinander wegbewegen.
Und wie ist das mit Aufgabe 3b? |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7249
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| Steffen Bühler Verfasst am: 13. März 2012 16:33 Titel: |
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| bernaaaa hat Folgendes geschrieben: | | Die Sonne ist 147 – 152 Millionen km entfernt, wir brauchen 8766 h und umkreisen sie mit einer Geschwindigkeit von 16769,33 – 17339,72 kmh-1 |
Faktor  drauf, dann stimmt's. Und diese Geschwindigkeit wie auch die Erdrotation verändern die Geschwindigkeit Deines Schultisches!
| bernaaaa hat Folgendes geschrieben: | | Ich checks nicht |
Ein Flugzeug mit 800 km/h kommt in Gegenwind. Wie schnell ist es dann bezogen auf die Luft?
| bernaaaa hat Folgendes geschrieben: | | Das das Auto sich von mir wegbewegt, obwohl sich ja beide voneinander wegbewegen. |
Ja. Zuerst kommt's auf Dich zu, dann bewegt es sich zurück.
| bernaaaa hat Folgendes geschrieben: | | Und wie ist das mit Aufgabe 3b? |
Da fliegst Du beim Aufprall raus und schaust beim Fliegen zu, wie sich Zug und Auto bewegen.
Viele Grüße
Steffen |
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bernaaa
Gast
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| bernaaa Verfasst am: 13. März 2012 16:49 Titel: |
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1.
Also hab ich jetzt für die Erde 10472 kmh-1 und für die Sonne 105365 - 108949 kmh-1 und die Geschwindigkeit 200 kms-1 aus der Aufgabe. Und wie berechne ich nun diese Beträge mit denen ich mich innerhalb des Bezugssystems Milchstraße bewege, wenn ich am Schultisch sitze?
2.
Nicht so schnell wie in dem Bezugssystem des Bodens. Negativ?!
3.
Okay, a) hab ich verstanden.
Bei b) fliege ich also von der Scheibe und sehe das sich beide Scheiben voneinander wegbewegen, relativ zum Tisch...? |
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bberna
Gast
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| bberna Verfasst am: 13. März 2012 17:01 Titel: |
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Ich glaube, ich habe eine Formel für 1.
Vektoraddition... also
Vektor Bezugssystem = Vektor A + Vektor AB
dh.
Vektor B = 10472 kmh-1 + 108949 kmh-1
Vektor B = 119421 kmh-1
Oder verwechsel ich was? |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7249
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| Steffen Bühler Verfasst am: 13. März 2012 17:24 Titel: |
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| bernaaa hat Folgendes geschrieben: | 1.
Und wie berechne ich nun diese Beträge mit denen ich mich innerhalb des Bezugssystems Milchstraße bewege, wenn ich am Schultisch sitze?
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Du fliegst auf den Herkules zu, auf einer Kugel, die sich um sich selbst dreht. Du sitzt (vereinfacht) am Äquator. Das ist wie früher auf dem Spielplatz. Du sitzt auf dem Karussell und saust mal zu Deinem Freund hin, mal von ihm weg. Also...?
Jetzt kommt noch der Flug um die Sonne. Und da gilt dasselbe.
So ergibt sich eine Maximal- und eine Minimalgeschwindigkeit.
| bernaaa hat Folgendes geschrieben: | 2.
Nicht so schnell wie in dem Bezugssystem des Bodens. Negativ?! |
Nein. Stell Dir ein Windrad auf dem Flugzeug vor. Dreht sich das schneller oder langsamer im Gegenwind? Was bedeutet die Drehgeschwindigkeit? Was passiert, wenn der Wind andersrum bläst und Du mit ihm fliegst?
| bernaaa hat Folgendes geschrieben: | 3.
Bei b) fliege ich also von der Scheibe und sehe das sich beide Scheiben voneinander wegbewegen, relativ zum Tisch...? |
Ja, vor allem relativ zu Dir. Sie bewegen sich beide von Dir weg. Es sei denn, Du sitzt jetzt auf der anderen Scheibe...
Viele Grüße
Steffen |
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bbernaa
Gast
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| bbernaa Verfasst am: 13. März 2012 17:35 Titel: |
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1.
Also hab ich einmal das Bezugssystem zu Herkules, dann den zur Sonne und dann den zur Erdrotation? Nichts mit zusammen rechnen und Vektoren oder?
2.
Wenn ich Gegenwind hab bin ich nicht so schnell wie mit Rückenwind. Also ist genau das das wo ich unterscheiden muss zum Boden?! |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7249
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| Steffen Bühler Verfasst am: 13. März 2012 17:48 Titel: |
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| bbernaa hat Folgendes geschrieben: | | Nichts mit zusammen rechnen und Vektoren oder? |
Doch, schon zusammenrechnen. Aber halt einfach addieren und subtrahieren, es geht ja nur um die Maximal- und Minimalwerte. Keine Vektorrechnung mit Winkeln für die Zwischenwerte.
| bbernaa hat Folgendes geschrieben: | 2.
Wenn ich Gegenwind hab bin ich nicht so schnell wie mit Rückenwind. |
Stell Dir das Ganze beim Gehen vor. 5 km/h und der Wind kommt Dir mit 10 km/h entgegen. Und Du wirst deswegen nicht langsamer. Wie schnell fliegt dann ein Blatt an Dir vorbei?
Viele Grüße
Steffen |
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berna
Gast
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| berna Verfasst am: 13. März 2012 17:53 Titel: |
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1.
Ich weiß nicht was Sie mir damit sagen wollen.  Ich habe nun diese drei Geschwindigkeiten. Was muss ich von was addieren bzw subtrahieren?
2.
Ziemlich schnell. Aber das hat doch auch ne andere Masse, also kann man das doch nicht vergleichen?! |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7249
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| Steffen Bühler Verfasst am: 13. März 2012 18:07 Titel: |
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| berna hat Folgendes geschrieben: | | Ich habe nun diese drei Geschwindigkeiten. Was muss ich von was addieren bzw subtrahieren? |
Wenn Du von "oben" schaust, fliegt die Sonne auf den Herkules zu. Um sie kreist die Erde gegen den Uhrzeigersinn. Wenn die Sonne nach '12' fliegt und die Erde bei '3' ist, addieren sich die Geschwindigkeiten.
Nun dreht sich die Erde auch noch um sich selbst, ebenfalls gegen den Uhrzeiger. Und wieder: Wenn die Sonne nach '12' fliegt und Dein Tisch auf der Erde bei '3' ist, addiert sich diese Geschwindigkeit auch noch.
Und wenn beide Positionen bei '9' sind, subtrahieren sich die beiden Geschwindigkeiten.
| berna hat Folgendes geschrieben: | | Ziemlich schnell. |
Richtig. Du gehst mit 5, es kommt mit 10. Relativ zueinander also 15.
| berna hat Folgendes geschrieben: | | Aber das hat doch auch ne andere Masse, also kann man das doch nicht vergleichen? |
Es geht um einen Anzeiger der Windgeschwindigkeit, nicht um Kräfte. Da paßt das schon. Und beim Flugzeug und Schiff ist es eben auch nicht anders.
Viele Grüße
Steffen |
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berna
Gast
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| berna Verfasst am: 13. März 2012 18:16 Titel: |
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1.
Also wenn ich das richtig verstehe ist also der Maximalwert, die Geschwindigkeit der Sonne plus die der Erde plus die Geschwindigkeit die sich das Planetensystem auf den Herkules zu bewegt. Der Minimalwert ist dann die Geschwindigkeit des Planetensystems minus die beiden anderen Geschwindigkeiten?
2.
Das heißt, also das Flugzeug eine Geschwindigkeit x hat und die Luft dem entgegenkommt mit einer Geschwindigkeit von y ist das relativ gesehen x+y.
Vom Boden aus gesehen wären es dann immer nur x? |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7249
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| Steffen Bühler Verfasst am: 13. März 2012 18:17 Titel: |
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Beides richtig!
Viele Grüße
Steffen |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 13. März 2012 19:50 Titel: |
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| Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben: | | Du fliegst auf den Herkules zu, auf einer Kugel, die sich um sich selbst dreht. Du sitzt (vereinfacht) am Äquator. Das ist wie früher auf dem Spielplatz. Du sitzt auf dem Karussell und saust mal zu Deinem Freund hin, mal von ihm weg. Also...? |
Und was ist, wenn der Freund direkt über der Rotationsachse oder schräg über dem Karussell hängt? Letzteres gilt meines Wissens für die Position des Herkules bezüglich des Sonnensystems. Einfach nur die Beträge der Geschwindigkeiten zu addieren führt da nicht zum Ziel und obendrein muss man sich im Umgang mit den Himmelskoordinaten auskennen (was für mich beispielsweise nicht zutrifft). |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7249
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| Steffen Bühler Verfasst am: 14. März 2012 08:38 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Und was ist, wenn der Freund direkt über der Rotationsachse oder schräg über dem Karussell hängt? Letzteres gilt meines Wissens für die Position des Herkules bezüglich des Sonnensystems. |
Ja, dann wird's natürlich schwieriger. Wenn der Tisch auf dem Nordpol steht, kommt ja beispielsweise gar nichts von der Rotationsgeschwindigkeit dazu.
Aber das ist hier bestimmt nicht gefragt, die Aufgabe sieht mehr nach Einstieg aus. Sonst müßte man Azimut und Rektaszension von Herkules herausfinden und die dazugehörigen Formeln anwenden. Puh.
Viele Grüße
Steffen |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 14. März 2012 17:57 Titel: |
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| Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben: | | Aber das ist hier bestimmt nicht gefragt |
Da wäre ich mir nicht so sicher. Wenn man erst einmal weiß, wie der Herkules relativ zur Ekliptik und zur Äquatorebene steht, ist das Problem mittels Vektorrechnung relativ leicht lösbar und die Vektorrechnung scheint bekannt zu sein. Außerdem sind die Angaben mit der Erwähnung des Sternbildes ziemlich konkret und wenn man dessen Position vernachlässigt, riskiert man einen sehr großen Fehler. Rein theoretisch kann man nach Deiner Rechnung um maximal 32 km/s daneben liegen (nämlich dann, wenn der Herkules senkrecht über der Ekliptik stehen würde). Wenn man dagegen - wie bei bernas ursprünglicher Idee - die Beiträge von Bahngeschwindigkeit und Eigenrotation der Erde komplett vernachlässigt, liegt der maximale Fehler bei nur 30 km/s (nämlich dann, wenn der Herkules in der Ebene der Ekliptik liegen würde). So würde die Aufgabe also wenig Sinn machen. |
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