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Noch eine Aufgabe zur gleichmäßig beschleunigten Bewegung
 
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-=3xplor3r=-
Gast





Beitrag -=3xplor3r=- Verfasst am: 18. Sep 2005 17:40    Titel: Noch eine Aufgabe zur gleichmäßig beschleunigten Bewegung Antworten mit Zitat

Grüßt euch,

heute habe ich mal eine andere Aufgabe.


Eine eingleisige Bahnstrecke hat eine Länge von 12km. Um 12 Uhr fuhr ein Zug mit einer Geschwindigkeit v1=72km/h auf dieser Strecke. Von der anderen Seite fuhr ein Zug mit einer Geschwindigkeit von v2=54km/h ein.

a) An welcher Stelle und zu welcher Zeit wären die Züge ohne Bremsung zusammen gestoßen?

b) Ein Unfall konnte verhindert werden, da die Lokführer gleichzeitig die Gefahr erkannten, als der Abstand noch 500m betrug. Nach einer Reaktionszeit von 1,5s erfolgte bei beiden Zügen eine Bremsung mit a=-1m/s². In welchem Abstand kamen die Lokomotiven zum Stehen?


Bei a) habe ich mit der Relativgeschwindigkeit einen Wert von 5min und 43s raus bekommen. Das ist auch richtig.
Bei b) habe ich anscheinend einen Blackout. Normalerweise berechnet man doch den Bremsweg mit . Versuche ich es aber damit, dann bekomme ich Werte, die niemals mit dem Bremsweg eines Zuges übereinstimmen. Rauskommen müsste 135m.

Ich hoffe ihr könnt mir auch dieses Mal helfen. Danke!

Gruß 3x
Neko



Anmeldungsdatum: 04.07.2004
Beiträge: 526
Wohnort: Berlin

Beitrag Neko Verfasst am: 18. Sep 2005 23:38    Titel: Re: Noch eine Aufgabe zur gleichmäßig beschleunigten Bewegun Antworten mit Zitat

-=3xplor3r=- hat Folgendes geschrieben:

Bei a) habe ich mit der Relativgeschwindigkeit einen Wert von 5min und 43s raus bekommen.


Ich auch Big Laugh

-=3xplor3r=- hat Folgendes geschrieben:

Bei b) habe ich anscheinend einen Blackout. Normalerweise berechnet man doch den Bremsweg mit


Hmm, nicht ganz. Schau dir mal deine Formel an. Das "a" steht für die Beschlunigung in "m/s²", das "t²" in "s²" für das Quadrat der Bremszeit. Jetzt sollen "m/s²" und "s²" addiert werden. Das haut nach dem Äpfel/Birnen Prinzip nicht so ganz hin. Big Laugh

Mein Ansatz für b) ist der:

Zug 1 (der schnellere) fährt, bis er den anderen Zug sieht, die Strecke a, Zug 2 fährt die Strecke b. Dann gilt:



und



Die Zeit t ist ja in beiden Fällen gleich, die Lokführer sehen sich ja zum selben Zeitpunkt bevor sie bremsen. Dann brauchst du noch:



wobei s = 12km. Mit den drei Gleichungen bekommst du, wenn du ähnlich wie bei a) für



und



Jetzt bremst Zug 1 mit a=-1m/s², Zug 2 auch. Für Zug 1 gilt (das ist die offizielle Bremsweg-Formel:



Für Zug 2 entsprechend:




Vorsicht mit dem Vorzeichen da vor dem Bruch, das ist die allgemeine Formel. Setzt also für eine Bremsbewegung ein negatives "a" ein, für Beschleunigungen ein positives. In unserem Fall ist a=-1m/s². So, die Züge sind jetzt noch 500m entfernt, bremsen sofort und kommen bei einer Entfernung x voneinander zum stehen. Also kannst du sagen:

500m=s_{1}+x+s_{2}

Jetzt die Bremswege einsetzen:

(Monsterformel)

Jetzt noch diese Formel herbeiziehen:



da es sich um eine Bremsung handelt ist v(t)=0. Vorsicht wieder beim Vorzeichen: Wir setzen nachher a=-1m/s² ein, also kann das plus bleiben. somit für Zug 1:



und für Zug 2



Jetzt kommen diese beiden Dinger in die Monster Formel oben (vor dem einsetzen natürlich nach den zeiten auflösen), und man bekommt nach dem vereinfachen:



nach x auflösen und alle Größen () einsetzen, dann kommt ziemlich exakt raus:

x=187.5m

Sollte das rauskommen?




Wink
Gast






Beitrag Gast Verfasst am: 20. Sep 2005 09:38    Titel: Antworten mit Zitat

Wirklich sehr aufwendig aber es stimmt. Danke! Ich werde mir das Ganze nochmal in einer ruhigen Minute vornehmen.

Gruß 3x
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