fahrender Zug, Differentialgetriebe, Umlaufbahn Mond, ...

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

Hier ein paar Fragen:
1. Bei jedem fahrenden Zug gibt es Punkte, die sich für Sekundenbruchteile nicht in Fahrtrichtung, sondern entgegengesetzt bewegen. Begründen Sie dies kurz auch mit Hilfe einer geeigneten Skizze.

bei der habe ich keine Ahnung...

2.Erklären sie kurz,was das Differentialgetriebe beim PKW bewirkt.

Ich denke mal, da entweder nur die Vorderache oder Hinterachse (das sind doch die Differentialgetriebe oder?) angetrieben werden, ist die Beschleunigung nicht so hoch. Dadurch kippt das Auto nicht um, weil die eine Räder werden angetrieben und die anderen können sich freibewegen, so dass es zu einem Ausgleich bei Kurven kommt. Ansonsten würde das Auto umkippen... richtig?

3. Die umlaufbahn des Mondes um die Erde kann nährungsweise als KReisbahn mit dem Radius 3,84*10^5 km betrachtet werden; die Umlaufzeit beträgt 27d 7h 47min. Welchen durchschnittlichen Betrag hat seine Bahngeschwindigkeit(in m/s)?

Also erst rechne ich den Umfang U=2*pi*r das schreibe ich in Metern und die Zeit wandele ich in sekunden um. danach wende ich die Formel a=2*s/t² dann habe ich a und rechne mit der Formel a=v/t oder s=v²/2/a mein ergebnis lautet 2044,19m/s
richtig alles ?
so ähnlich wird unsere Klausur in Physik in 2 Tagen... und noch schwerer...

MrPSI · Gast

zu 3) kann ich dir helfen:

die Beschleunigung ausrechnen ist bestimmt nicht nötig, oder glaubst du dass Vollmond in immer kürzeren Abständen erfolgt?

das mit dem Umfang ausrechnen und umwandeln ist richtig.
Und mein Tipp lautet: der Mond bewegt sich gleichmäßig, also mit konstantem Geschwindigkeitsbetrag, um die Erde

und bei 1) geb ich dir auch noch ein Tipp: was passiert, wenn du einen Rodel hinter dir herziehst? Beschreibe mal den Bewegungsverlauf des Rodels und der Spannungszustand des Seils und übertrage das auf den Zug.

sax · Anmeldungsdatum: 10.05.2005 Beiträge: 377 Wohnort: Magdeburg

Bei 1) würde ich an die Räder denken. Wenn ein Teil des Rades über die Schiene hinausragt, bewegt sich dieser Teil, wenn er ganz unten ist, in Gegenrichtung.

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

zu 3)achso stimmt der Mond hat ja keine Beschleunigung. Also muss man das mit der Formel berechnen: v=s/t also 1022,098m/s
Hab ich recht Herr Mrpsy?

zu 1) achso Herr Sax,das bedeutet, dass das die RIchtung deswegen entgegengesetzt ist, weil, wo die Schienen auf den Boden aufsetzen, dort "bewegt" es sich entgegengesetzt und der Zug geht nach vorne... achso, ich habe immer gedacht, warum entgegengesetzt, denn es kann mit der Richtung und gegen der Richtung verlaufen- es kommt nur drauf an von wo man es betrachtet. Aber jetzt haben sie es mir klar gemacht, weil die Schienen auf der unteren Seite auf den Boden greifen und von dort aus wird es nach vorne "geschoben"

danke an euch

PS: aufgabe 2 richtig beantwortet?

edit: könnt ihr jetzt aufgabe 2 bestätigen? also sind die ergebnisse von allen nun richtig? könnt ihr mir das bestätigen?

edit2 : zu 1) da die Kraft auf den Boden also die kraft der schienen auf die gleise nach hinten wirkt, wirkt die kraft oberhalb der schiene entgegengesetzt. das bedeutet also, dass die Kraft auf den Gleisen übertragen wird auf die Kraft oberhalb. dadurch kommt es zu einer bewegung.
Ist das richtig so?

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

noch eine Aufgabe:
Ein baumstamm wird durch einen Hammerschlag mit der Kraft F=1,25kN auf einen Keil(winkel an der spitze alpha=13,5°) gespalten. Wie gross sind die spaltenden Kräfte? zeichnen sie die kräfte in eine Skizze ein.

Morgen ist klausur bitte helfen..

MrPSI · Gast

also die Ergebnisse bei 3) sind richtig.

bei 1) kann man die Erklärung so stehen lassen.

aber die Erklärung bei 2) ist zu verbessern. es stimmt zwar, dass das Differentialgetriebe für einen Ausgleich zw. zwei angetriebenen Rädern sorgt, aber nicht damit das Auto nicht umkippt.
Wenn das Auto in eine Kurve fährt, so legen die Räder unterschiedlich lange Wege zurück und deshalb dürfen sie nicht starr miteinanderverbunden sein, sondern es braucht ein Differentialgetriebe um einen Ausgleich bezügl. der Geschwindigkeit zu schaffen.

MrPSI · Gast

und hier noch eine Hilfe zum Baumstamm in Form einer (häßlichen) Bitmapskizze:

ich hoffe du kannst meine Gedanken nachvollziehen.

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

ich habe mit der Formel
cos(alpha)=Fg/(F1*2) umgewandelt nach F1=Fg/((cos[alpha])*2)
dann lautet es folgendermaßen:
1250N/cos6,75°/2=629,36N das bedeutet also, dass die beiden spaltenden Kräfte 629,36N besitzt

Mein Lehrer hat das Ergebnis Fsp=5317,5N ? was ist nun richtig?

Noch eine Aufgabe:Ein Pkw (m=1275kg) wird von v1=50km/h und v2=150km/h beschleunigt, dazu werden (delta)t=18,5s benötigt
a) berechnen sie die Beschleunigung und die dazu erfoderlich kraft.
1,5015m/s² und 1914N
b)wieviel Prozent(ganzzahlig gerundet) der Gewichtskraft beträgt sie? 15%

und jetzt kommt die Problemaufgabe
c)wie groß ist der bei diesem vorgang zurückgelegte weg? mein lehrer hat 513,9m und ich habe die Hälfte, also 256,94m... was ist richtig?

MrPSI · Gast

Bei c) hat dein Lehrer recht.
Du hast die Formel

verwendet, aber die gilt nur wenn die v0=0 ist. Wenn das Fahrzeug eine Anfangsgeschwindigkeit hat, dann gilt

. Diese Formel kannst du dir an einer Skizze veranschaulichen, wenn du annimmst, dass der Weg die Fläche unter dem Graphen ist.

a) und b) sind richtig.

Und nun zur Keilaufgabe:
ich komm auf etwa 2517N für F2. Das Problem ist, dass das hier meine 1. Keilaufgabe ist. Habt ihr schon irgendetwas über auf Keile wirkende Kräfte oder Spaltkräfte aufgeschrieben? Verrate mir mal alles, was du bereits weißt.

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

deine Zeichnung vorhin war eigentlich richtig. also wir haben so eine ähnlich aufgabe mit einem pfeilbogen gemacht, das einen winkel von 120° hatte, wenn man es zurückgezogen hatte. wir hatten da die Formel cos(alpha)=ankathete/hypo und das war Fg(gesamtkraft)/2[da die die Gesamtkraft beim Parallelogramm die Hälfte ergibt, wenn man es in einem rechtwinkligen dreieick zeichnet) und hypo war F1(also die eine Kraft, aberr sie entspricht der anderen Kraft,also F1=F2)den winkel musstest du auch durch 2 teillen, also 60°

In diesem Fall hat mein Lehrer folgende Formel uns gegeben: Fsp(Spaltkraft, also entweder F1 oder F2)=FH/(2*(sin(alpha)/2)
ich weiss nicht was das FH ist, aber er hat es geteilt durch 2 gemacht und beim rechtwinkligen Dreieck ist es die Grundseite...
weisst du jetzt vielleicht was FH(das 'H' ist klein,also eine Bezeichnung) ist... nochmal übersichtlich
Fsp=FH/(2*sinus(alpha)/2)
Fsp=FH

edit:du weisst doch das die Kraft des Hammerschlages 1,25kN beträgt oder?

EDIT2: achso, das FH ist das 1,25kN... trotzdem versteh ich net, warum er sinus benutzt hat, denn es ist ankathete durch Hypotenuse..

edit3: und ausserdem ist das 5700 N für eine Stelle unlogisch, dennn das ist mehr als die Gesamtkraft

MrPSI · Gast

ich schätze mal Fh ist die Kraft des Hammerschlags. Wenn man diese Kraft gemäß deiner Formel teilt, dann kommt das gewünschte Ergebnis raus. Ich versuche aber noch die Formel nachzuvollziehen. grübelnd

MrPSI · Gast

Ich hab gerade deine Edits gelesen:

jetzt weiß ich endlich was kN bedeutet. Ich hab ständig gedacht k ist eine Konstante und N die Gewichtskraft. und wieso kommst du auf 5700N? Das Ergebnis lautet ja 5317N und das ist gemäß der Formel für die Spaltkraft korrekt. Wieso da auf einmal mehr Kraft rauskommt, ist einfach so. Nachdem ich erstmal die Formel verstanden hab, such ich auch noch die logische Begründung für die Kraftvergrößerung.

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

ssry 5300 .können Sie bitte eine verständliche zeichnung geben?
danke

MrPSI · Gast

ich hab jetzt schon mal einen Denkfehler meinerseits gefunden, und zwar ist ein Keil kein gleichschenkliges Objekt, sondern ein rechtwinkliges Dreieck.

Aber trotzdem komm ich nicht auf die Formel.
Tut mir echt leid, dass ich dir da nicht weiterhelfen kann unglücklich

.

Aber bitte frag doch deinen Lehrer und poste dann die Herleitung für die Formel sowie die Begründung für die Kraftvergrößerung.

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

...schade herr Professor smile

, weil ich morgen klausur schreibe ist es zu spät traurig

egal ich bedanke mich überhaupt, dass Sie mir geholfen hast... vielen dank

edit: ich kann Ihnen ja dann auch meine Note sagen, die ich dank Ihrer Hilfe viel besser schreiben kann. Letztes jahr haben 100% der Schüler bei diesem Lehrer eine Minderleistung erbracht. Er hat uns gesagt, dass in den 12 jahren, die er arbeitet, jedes mal die klausur wiederholt werden musste und dass nur einmal nicht...
also wie gesagt, ich sage Ihnen dann meine note in diesem "thema",also in hier, bescheid.
so in ungefähr 4wochen müsste er alles korriegiert haben..
thx

MrPSI · Gast

immer die Klausur wiederholen... ist ja schlimm für Lehrer und Schüler.

Ich wünsche dir noch viel Glück bei der Klausur. Natürlich freut es mich, wenn ich erfahre, dass du dich gebessert hast.

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

Hi Mrspy
Jawohl, danke Ihnen habe ich vielleicht, ich vermute mal über die 12 Punkte... Danke vielmals. die klausur bekommen wir spätestens in 4wochen zurück, da er von 2 anderen klassen und 1 abiturklasse die arbeiten korrigieren muss. dann sage ich Ihnen die Note^^
Aufeinmal minderleistung LOL Hammer

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

JAWOHL
danke Ihrer Hilfe Mrpsy habe ich eine 2+ bekommen smile

ich bedanke mich sehr bei ihnen. ich hatte die dritt beste arbeit. VIELEN DANK
ich habe ein paar fehler in der Arbeit gemacht. können Sie mir bitte die Ergebnisse geben?
1)Ein Flugzeug durchfährt die 30m lange Startbahn eines Flugzeugträgers in 1,2 s
Wie gross sind die (konstant angenommene) Beschleunigung und die Abschussgeschwindigkeit? Vergleichen Sie bitte den Vorgang prinzipiell und kurz mit dem Start eines Pkw an einer Ampel, die auf "grün"wechselt.

also a=41,67m/s² und v=180km/h
das habe ich richtig, aber wie soll ich vergleichen? können Sie mir bitte den vergleich geben? denn ich muss es am freitag abgeben und wenn die aufgaben richtig sind, verbessert er meine note um eine 1+ bestenfalls.

2)Kann ein PKW aus einer Geschwindigkeit von 100km/h auf einer Strecke von 50m zum Stand gebracht werden?
da habe ich -7,72m/s². die bremsbeschleunigung müsste demnach so gross sein, damit er es gerade noch so schaffen würde. aber schafft er es ? Woher soll ich das wissen?

VIELEN DANK MRPSY

DisableD · Gast

DisableD · Gast

Hab das nochmal nachgerechnet:

Gast

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

jo gast der lehrer ist schon so ein kauz, denn bei ihn schreiben jedesmal mehr als die hälfte minderleistung. letzter jahrgang haben die ganze schüler bei ihm minderleistung geschrieben. keiner versteht bei ihn etwas.
deswegen bin ich so, dass es solche foren gibt. kann mir trotzdem einer eine antwort geben, wie ich es vielleicht schreiben könnte?
ausserdem haben sogar die besten diese aufgaben falsch beantwortet, aber richtig gerechnet.
morgen muss ich abgeben... weiss einer ein vorschlag?
wenn meine berichtigung schlechter ist als meine klausur, so verschlechtert er unsere gesamtnote und wir müssen dann ein referat vortragen....

Disabled · Gast

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

ist eine bremsbeschleunigung von -7,72m/s² nicht ein bisschen übertrieben? 6m/s² wäre doch noch möglich, aber 7,7...

edit: kein auto hat eine bremsbeschleunigung von 7,7 oder?

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5785 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Ich würde mir die Reibung eines Reifens auf Asphalt anschauen. Wenn man z.B. von einem Reibungskoeffizienten von 0,8 ausginge, dann hätte man eine maximale Bremsverzögerung von:
a = - \mu * g = 0,8 * 9,81 m/s^2 = 7,85 m*s^-2

Die Reibung wär auf trockener Straße als Haftreibung noch vertretbar, denk ich. D. h., wenn die Reifen nicht blockieren.
Wenn die blockieren hast Du nur noch die Gleitreibung und bei der würd' ich eher von 0,6 ausgehen, also dann von a=5,89 m*s^-2.
Damit würds also nicht reichen.
Vielleicht will er das ja hören, dass man, wenn man perfekt bremst es noch schaffen könnte, aber normalerweise nicht, besonders wenn die Reifen blockieren oder die Straße feucht ist.

Mehr fällt mir dazu leider auch nicht ein.

Gruß
Marco.

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

was meinst du mit blockieren? meinst du damit vielleicht, dass die räder beim bremsen sich noch drehen oder was?

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5785 Wohnort: Heidelberg

MrPSI · Gast

ich bin seit langem wieder mal aktiv im Board und will zuerst mal pg für seine gute Note gratulieren, auch wenns spät kommt.

und ich würde, wenn es mir erlaubt ist, noch gerne eine Berichtigungen zu as_strings Erklärung machen:
Bei einem fahrenden Auto, dessen Räder nicht blockieren gilt die Rollreibung, die um einiges kleiner ist als die Gleit- oder Haftreibung.
Der Grund wieso die Bremsbeschleunigung bei einem nicht-blockierenden Auto trotzdem größer ist, ist der, dass zur Rollreibung noch die Reibung durch die Bremsen hinzukommt.
Wenn die Reifen blockieren, so ist nur noch die Gleitreibung mit im Spiel ohne Unterstützung der Bremsen, da der Reifen sich ja nicht mehr bewegt.

mfg MrPSI

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5785 Wohnort: Heidelberg

Hallo MrPSI!

Ja... und nein! Ja, es ist richtig, dass die Energie, die durch die Reibung umgesetzt wird, die Summe von der Gleitreibung des Bremsbelags/Bremsscheibe ist plus die Rollreibung am Reifen selber. Das bringt Dir aber nix, wenn Du die maximale Bremswirkung ausrechnen willst.
Dabei darfst Du nur den Reifen betrachten, wenn man mal davon ausgeht, dass es in einem vom TÜV zugelassenen Auto so sein sollte, dass man die Kraft zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe in einem großen Bereich beliebig dosieren kann.
Wenn man nur das betrachtet, was zwischen Reifen und Straße passiert, muß man die Haftreibung eben für die nicht blockierenden, also noch rollenden Reifen als maximal mögliche Bremskraft annehmen.
Du gehst da eher von Energieumsatz aus. Das ist aber bei Reibung nicht das einzige: Wenn Du z. B. einfach nur einen Klotz auf einer Fläche liegen hast und an dem Klotz ziehst/schiebst, ohne dass er sich von der Stelle bewegt, ist keine Reibungswärme entstanden, aber es gab trotzdem Haftreibung. Eigentlich ist der Begriff Haftreibung so wie so Blödsinn, denn wenn etwas haftet, dann reibt es ja nicht... Aber es heißt nun mal so. Ich denke dass dieser Punkt schon viele Schüler zum Stirnrunzeln gebracht hat...
Nimm einfach mal an: Du fährst mit einem Auto. Fängst dann langsam an die Bremse zu drücken. Du drückst sie immer fester, bis an einem bestimmten Punkt die Räder anfangen zu blockieren. Wie war jetzt die maximale Bremswirkung? Ja, Du hast schon Recht: In dem Augenblick war die Gleitreibung der Bremse + Rollreibung des Reifen. Aber: Warum Blockiert der Reifen in diesem Augenblick dann überhaupt? Das ist genau der Fall, wenn seine maximale Haftreibung überwunden wurde.
Umgekehrter Fall: Das Auto steht mit fest angezogenen Bremsen. Man versuch jetzt das Auto (z. B. mit einem anderen Auto) von der Stelle zu bewegen. Zuerst passiert nichts, außer dass die Kraft immer größer wird. Irgendwann ist die Haftreibung überwunden, das Auto fängt an zu Gleiten und schlagartig wird die Kraft auch geringer, weils eben nur noch Gleitreibung ist. Wenn man die Dynamik von Reifengummi und Straße, etc. mal außer Acht läßt, ist das das selbe in grün.
Übrigens: Das mit dem Blockieren und dann nur noch Gleitreibung im Spiel stimmt so dann auch nicht. Bei den Bremsen hast Du dann ja Haftreibung. Aber die setzt wieder keine Energie in Wärme um.

Gruß
Marco.