Radfahrer auf Schiefer-Ebene

Gast 1298 · Gast

Hallo!
es ist mir sehr wichtig das ich schnell eine antwort auf meine aufgabe bekomme da ich an ihr schon 2 Tage sitze und am 1.3.2006 eine Physik-Klausur schreibe:

Ein Radfahrer fährt mit der Geschwindigkeit v0=24km/h auf eine ansteigende Strecke zu.
a) hab ich hinbekommen Tanzen

b) Der Hang habe die Steigung 12%, d.h., dass er mit der Horizontale den Winkel alpha1=6,84° bildet. Der Radfahrer treibt sein Rad mit der Ktaft F an, die gerade ausreichen würde, um ihn ohne Geschwindigkeitsverlst einen Hang mit der Steigung 10% (alpha2=5,71°) hinauffahren zu lassen. Bis zu welcher Höhe h gelangt er nun? Die Reibung soll wieder vernachlässigt werden

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Für die kleinere Steigung ist die Kraft des Radfahrers gerade gleich der Hangabtreibskraft dur die Gewichtskraft. Daraus bekommst du die Kraft des Radfahrers.

Die Energie, die dem Radfahrer zur Verfügung steht,ist die kinetische Energie am Anfang plus die verrichtete Arbeit = Kraft mal Weg (Weg schräg den Hang hoch). Damit schafft er es soviel Hubarbeit zu verrichten, dass er um die Höhe h den Hang hinaufkommt. Diese Höhe h hängt über den Winkel des Hangs mit dem geschafften Weg zusammen.

Mit der so aufgestellten Gleichung (also aus dem Ansatz:)

W_kin_Anfang + F*s = m*g*h

kannst du die Aufgabe lösen.

Gast 1298 · Gast

ja erstmal danke
aber ich habe keine masse,strecke gegeben und wenn ich davon ausgehe, dass es eine gleichmäßig beschl. Bewegung ist fehlt mir die Beschl.. Ich habe in einem lösungsbuch stehen das da 13,8m rauskommen allerdings ohne lösungsweg ich bitte dich mir eine lösung zu schicken danke!
Hilfe

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Eine komplette Lösung möchte ich dir nicht gerne schicken, dann würdest du wenig davon haben und mir würde das nicht wirklich Spaß machen.

Ich gebe aber gerne Tipps, die dir weiterhelfen könnten. Z.B.:

Die Masse und die Strecke brauchst du nicht kennen, einsetzen, eintippen und ausrechnen. Schreibe sie so in die Formeln hinein, wie sie drinstehen, und forme die Formeln und Gleichungen passend um (wie ich es oben angedeutet habe). Dann wirst du merken, dass du z.B. die Masse nicht kennen brauchst, um das Ergebnis auszurechnen, und s bzw. h wird am Ende als Ergebnis rauskommen.

Gast

also
Ekin + F*s= m*g*h
1/2*m*v² + m*a*1/2*a*t² = m*g*h

stimmt diese von mir aufgestellte Gleichung jetzt?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

In das F*s hast du jetzt die Formeln von einer beschleunigten Bewegung eingesetzt, statt das F aus dem zu berechnen, was du vom flacheren Hang kennst und das s in Abhängigkeit von der Höhe h auszudrücken. Mit dem a in deiner Formel kommst du ja erstmal nicht so recht weiter.

Gast

was verstehst du unter "flacherem Hang"?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Den mit den 10% Steigung aus der Aufgabenstellung.

Gast

ich habe ja einmal 10% Steigung und einmal 12% Steigung für 10% würde ich sin_5,71°=Fh/Fg haben d.h. fh=sin_5,71°*Fg richtig? das dann in die formel einsetzen für F? was aber für s?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Richtig. Richtig. Mit s meine ich den Weg, den der Radfahrer den steileren Hang hinauffährt.

Wie s mit der Höhe h zusammenhängt, bis zu der der Radfahrer am steileren Hang gelangt, siehst du (ähnlich wie bei deiner Betrachtung für die Hangabtriebskraft), wenn du dir eine Skizze machst.