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Maximum v-t-Diagramm
 
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Janluisssss



Anmeldungsdatum: 21.04.2017
Beiträge: 9

Beitrag Janluisssss Verfasst am: 31. Okt 2018 23:55    Titel: Maximum v-t-Diagramm Antworten mit Zitat

Meine Frage:
das v,t-Diagramm eines Zuges setzt sich aus einer Parabel (v = const t2) und zwei Geraden zusammen


Wie groß muss die Höchstgeschwindigkeit vm sein, wenn die insgesamt durchfahrene Strecke s0 = 3.8 km beträgt? Wie groß ist die Höchstbeschleunigung am?



Meine Ideen:
aus dem Diagramm entnehme ich, dass das Zug aus der ruhe startet dh bei t=0 startet die Parabel und bei t= 2 min ist v max bis 4 min und dann fällt die gerade bis t=6 min


ich habe keine Ahnung wie ich Anfangen soll, könnt ihr mir helfen?

ich würde das ganze in drei Abschnitte teilen aber das klappt nicht weil die Strecke als ganzes angegeben ist

verzweifle :/
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 01. Nov 2018 00:20    Titel: Antworten mit Zitat

Janluisssss hat Folgendes geschrieben:
das v,t-Diagramm eines Zuges setzt sich aus einer Parabel (v = const t2) ...


Ich sehe keine Parabel. Kannst Du das mal richtig aufschreiben?

Janluisssss hat Folgendes geschrieben:
... und zwei Geraden zusammen


Skizze?

Janluisssss hat Folgendes geschrieben:
... und dann fällt die gerade bis t=6 min


Auf welchen Wert?

Janluisssss hat Folgendes geschrieben:
ich würde das ganze in drei Abschnitte teilen aber das klappt nicht weil die Strecke als ganzes angegeben ist


Du kannst doch die drei Streckenabschnitte addieren, oder nicht?
Janluisssss



Anmeldungsdatum: 21.04.2017
Beiträge: 9

Beitrag Janluisssss Verfasst am: 02. Nov 2018 00:40    Titel: Antworten mit Zitat

Oh tut nir leid. Hier das Diagramm


2B81FE95-D57F-43A4-B8E0-0E19DBD19A1E.jpeg
 Beschreibung:

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GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 02. Nov 2018 08:44    Titel: Antworten mit Zitat

Die Fläche unter der v(t)-Kurve entspricht dem insgesamt zurückgelegten Weg. Addiere also die drei Teilflächen und löse nach vmax auf. Hast Du dabei irgendwelche Probleme?
Janluisssss



Anmeldungsdatum: 21.04.2017
Beiträge: 9

Beitrag Janluisssss Verfasst am: 04. Nov 2018 17:58    Titel: Antworten mit Zitat

Wie berechne ich die Teilflächen, wenn nur eine gesamtstrecke von 3,8 km bzw 3800m angegeben ist und mir die höhe fehlt ?
Ich komme leider nicht weiter
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 04. Nov 2018 23:50    Titel: Antworten mit Zitat

Janluisssss hat Folgendes geschrieben:
Wie berechne ich die Teilflächen, wenn nur eine gesamtstrecke von 3,8 km bzw 3800m angegeben ist und mir die höhe fehlt ?


Was denn für eine Höhe? Ob es hier bergauf oder bergab geht, spielt doch gar keine Rolle. Oder meinst Du ganz was Anderes?

Alle Teilflächen beinhalten eine Unbekannte, nämlich vmax. Du hast mit der Summengleichung also eine Gleichung mit einer Unbekannten. Die wirst Du doch wohl noch nach der Unbekannten auflösen können, insbesondere als es sich um eine lineare Gleichung handelt, also keine quadratische Gleichung oder eine mit noch höherer Potenz.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 05. Nov 2018 09:34    Titel: Antworten mit Zitat

Janluisssss hat Folgendes geschrieben:
Wie berechne ich die Teilflächen, wenn nur eine gesamtstrecke von 3,8 km bzw 3800m angegeben ist und mir die höhe fehlt ?
Ich komme leider nicht weiter


Kannst du intergrieren?
Wenn ja, dann kannst Du die Fläche unter der Parabel ermitteln.

Teilflächen addieren und nach a auflösen.

Kriegst Du das hin?

Wenn nein, melde Dich.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 05. Nov 2018 14:34    Titel: Antworten mit Zitat

Mathefix hat Folgendes geschrieben:
Teilflächen addieren und nach a auflösen.


Wieso nach a? Die Unbekannte bei den Flächen ist vmax. Und danach ist auch gefragt. Die maximale Beschleunigung, nach der ebenfalls gefragt ist, bekommst Du auf andere Weise, nämlich durch Bestimmung der Steigung der v-t-Funktion an der Stelle t=2min.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 05. Nov 2018 15:32    Titel: Antworten mit Zitat

GvC hat Folgendes geschrieben:
Mathefix hat Folgendes geschrieben:
Teilflächen addieren und nach a auflösen.


Wieso nach a? Die Unbekannte bei den Flächen ist vmax. Und danach ist auch gefragt. Die maximale Beschleunigung, nach der ebenfalls gefragt ist, bekommst Du auf andere Weise, nämlich durch Bestimmung der Steigung der v-t-Funktion an der Stelle t=2min.


@GvC

Ich bin so vorgegangen



s_1:











s_2:



s_3:



S:





:





Zuletzt bearbeitet von Mathefix am 05. Nov 2018 19:16, insgesamt 3-mal bearbeitet
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 05. Nov 2018 15:41    Titel: Antworten mit Zitat

@Mathefix
Ziemlich umständliche Rechnung. Aber bevor ich "meine" Rechnung vorführe, möchte ich dem Fragesteller Gelegenheit geben, seine eigene Vorgehensweise zu entwickeln.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 05. Nov 2018 15:48    Titel: Antworten mit Zitat

GvC hat Folgendes geschrieben:
@Mathefix
Ziemlich umständliche Rechnung.


@GvC

Stimmt. Ich wollte dem Fragesteller auch zeigen, wie der parabolische Geschwindigkeitsverlauf entsteht - die Beschleunigung ist dann nicht konstant, sondern von der Zeit abhängig.

Gruss

Jörg
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 05. Nov 2018 15:58    Titel: Antworten mit Zitat

Mathefix hat Folgendes geschrieben:
Ich wollte dem Fragesteller auch zeigen, wie der parabolische Geschwindigkeitsverlauf entsteht - die Beschleunigung ist dann nicht konstant, sondern von der Zeit abhängig.


Wie der parabolische Verlauf "entsteht", kann ich aus Deiner Rechnung nicht erkennen. Was ich erkenne (weil ich lesen kann) ist, dass der parabolische Verlauf der Geschwindigkeit explizit vorgegeben ist.

Ich bin auch nicht sicher, ob Du weißt, was Du da überhaupt gemacht hast. Denn das hier ist nicht richtig:

Mathefix hat Folgendes geschrieben:
...

...


Da fehlt der Faktor 2.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 05. Nov 2018 19:18    Titel: Antworten mit Zitat

Überflüssiges Vollzitat mal wieder gelöscht. Steffen

s. Korrektur.

Wie lautet Deine Lösung?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 05. Nov 2018 22:54    Titel: Antworten mit Zitat

Mathefix hat Folgendes geschrieben:
s. Korrektur.


Jetzt wird's noch umständlicher. Das mag jetzt zwar stimmen, aber warum Du umständlicherweise



angesetzt hast, obwohl in der Aufgabenstellung v=const. t^2 vorgegeben ist, also



bleibt für mich unerfindlich. Man muss es doch nicht unnötig verkomplizieren.

Mathefix hat Folgendes geschrieben:
Wie lautet Deine Lösung?



und

mit

und


Aber was soll das dem Fragesteller bringen? Ich warte jetzt lieber, bis er sich den Lösungsweg selbst erarbeitet hat oder an Stellen, wo er nicht weiterkommt, nachfragt. Was er zu tun hat, wurde ihm mehrfach gesagt, nämlich die drei Flächenanteile addieren und nach vmax auflösen. Wenn er das nicht macht, ist das seine Sache. Wenn er das nicht kann, soll er nachfragen. Mehr kann man für ihn doch nicht tun, oder?
Janluisssss



Anmeldungsdatum: 21.04.2017
Beiträge: 9

Beitrag Janluisssss Verfasst am: 06. Nov 2018 20:27    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen Dank für eure Antworten.
Über das Wochenende kam ich auf folgenden Ansatz.







so und die drei Teilflächen addiert ergibt die Gesamtstrecke 3800 m

und hier fängt mein Problem an. Ich habe zu viele Unbekannte. (leider studiere ich kein Physik und habe somit kein physikalisches Verständnis für sowas, deshalb ein Niveau tiefer erklären bitte! danke)
Janluisssss



Anmeldungsdatum: 21.04.2017
Beiträge: 9

Beitrag Janluisssss Verfasst am: 06. Nov 2018 21:19    Titel: Antworten mit Zitat

darf ich dich fragen, wie du auf 6/11 kommst ?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 06. Nov 2018 21:46    Titel: Antworten mit Zitat

Janluisssss hat Folgendes geschrieben:
Über das Wochenende kam ich auf folgenden Ansatz.






Das ist doch schon mal ein Anfang. Jetzt musst Du das Integral nur noch ausrechnen und darauf achten, dass jeder der drei Zeitabschnitte nicht 2 Sekunden, sondern 2 Minuten beträgt. Ich würde sowieso erstmal ganz allgemein dafür T einsetzen. Ausrechnen kannst Du dann ganz zum Schluss, indem Du im allgemeinen Ergebnis für s 3800m und für T 120 s einsetzt.


Janluisssss hat Folgendes geschrieben:
darf ich dich fragen, wie du auf 6/11 kommst ?


Ich habe die drei Teilstrecken addiert





und nach vmax aufgelöst, indem ich beide Seiten der Gleichung durch (11/6)T dividiert habe.



Janluisssss hat Folgendes geschrieben:
leider studiere ich kein Physik und habe somit kein physikalisches Verständnis für sowas, deshalb ein Niveau tiefer erklären bitte!
danke


Das hat mit Physik wenig zu tun, sondern lediglich mit Mittelstufenrechnen (Mathematik will ich das gar nicht nennen).



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