Eindimensionale Bewegung

oppi25 · Anmeldungsdatum: 02.06.2006 Beiträge: 87 Wohnort: Gießen

Moin, ich hab hier ein paar Aufgaben gerechnet, vieleicht kann ja mal jemand drüber schauen ob ich richtig liege.

1. Ein senkrecht nach oben geworfener Gegenstand fällt zurück auf den Boden. Seine Flugzeit beträgt t und seine Maximalhöhe h. Die Abwurfhöhe sei vernachlässigbar. Sein mittleres Tempo für den gesamten Flug ist demnach:
a.) h/t b.) 0 c.) h/(2t) d.) 2h/t

Antwort: 2h/t da ich die höhe zweimal berechnen muss weil er die gleiche Entfernung wieder nach unten hat.

3. Ein Ball wird senkrecht nach oben geworfen. Wie groß ist die Geschwindigkeit und die Beschleunigung am höchsten Punkt?

Antwort: Da der höchste Punkt der Extrempunkt ist und dort der Umkehrpunkt von plus in minus ist, ist die Geschwindigkeit und die Beschleunigung gleich Null.

4. Ein Ball wird mit einer Anfangsgeschwindigkeit v_0 senkrecht nach oben geworfen. Seine Geschwindigkeit auf halber Strecke zu seinem höchsten Punkt ist a) 0,25v_0 b) 0,5v_0 c) 0,707v_0 e) aus den gegebenen Informationen nicht bestimmbar.

Antwort: Am seinen höchsten Punkt ist die Geschwindigkeit ja Null und keine von diesen Informationen reicht aus um die Geschwindigkeit auf halber Strecke zu bestimmen.

5. Gelegentlich überleben Menschen einen tiefen Sturz, wenn die Fläche, auf die sie fallen, weich genug ist. Während der Besteigung der Eiger-Nordwand löste sich der Felsanker des Bergsteigers Carlos Ragone, so das er etwa 150m in die Tiefe fiel. Dank einer Landung im weichen Schnee erlitt er lediglich ein paar Prellungen und eine ausgerenkte Schulter. a) Welche Geschwindigkeit erreichte er kurz vor dem Aufschlag? b) Wir wollen annehmen, dass das durch den Aufschlag verursachte Loch im Schnee 1,2m tief gewesen ist. Mit welcher -als konstant angenommene- Beschleunigung wurde durch den Schnee abgebremst? Drücken sie ihr Ergebnis als Vielfaches der Fallbeschleunigung g aus.

Antwort: a)

b)
Für die Zeit des Aufpralls nehme ich 1s an.

6. a) Ein Elektron in einer Fernsehbildröhre fliegt die 16cm zwischen Gitter und Bildschirmmit einer mittleren Geschwindigkeit von 4*10^{7}m/s. Wie lange dauert dies?
b) Ein Elektron in einem stromfühenden Kabel bewegt sich lediglich mit 4*10^{-5}m/s. Wie lange dauert es, bis dieses Elektron 16cm zurücklegt?

Antwort:
a)

b)

7. Eine der vielbeflogenen Transatlantikflugrouten ist ungefähr 5500km lang. a) Wie lange benötigt ein Überschallflugzeug mit doppelter Schallgeschwindigkeit (Mach2) für diese Strecke? Verwenden Sie 340m/s als Schallgeschwindigkeit. b) Wie lange benötigt ein normales Unterschallflugzeug, das mit 0,9facher Schallgeschwindigkeit fliegt, für die Strecke? c) Wie wollen 2h für An-Abreise, Check in, Check out und Gepäckabfertigung am Start- bzw Zielflughafen annehmen. Wie groß ist dann die mittlere Geschwindigkeit für die gesamte Reise im Überschallflugzeug? d) Wie groß ist sie im Unterschallflugzeit?

Antwort:
a)

b)

c)

d)

8. Ein Bogenschütze schießt ein Pfeil auf eine Zielscheibe. Beim Aufreffen entsteht ein dumpfer Laut, den der Bogenschütze genau 1s nach dem Abschießen des Pfeils hört. Die mittlere Geschwindigkeit des Pfeils betrug 40m/s und die Schallgeschwindigkeit werde mit 340m/s angenommen. In welcher Entfernung vom Schützen stand die Zielscheibe?

Antwort:

Ich bin mir unsicher da eigentlich nicht m/s^{2} rauskommen kann.
Schallgeschwindigkeit ??

9.Zwei Autos fahren mit konstanter Geschwindigkeit auf einer geraden Strecke. Das Auto A fährt mit einer konstanten Geschwindigkeit von 80km/h, das Auto B mit ebenfalls konstanter Geschwindigkeit von 110km/h. Zum Zeitpunkt t=0 ist das Auto B 45 km hinter dem Auto A zurück. Wie weit fährt das Auto A, bis es vom Auto B überholt wird?

Antwort:

Das Auto B braucht 1470 s um die 45 km auf zuholen. Das Auto A ist in dieser Zeit ja weiter gefahren.

10. Ein Sportwagen kann im dritten Gang innerhalb von 3,7s von 48,3km/h auf 80,5km/h beschleunigen. a) Wie hoch ist die mittlere Beschleunigung in m/s^{s} in diesem Fall? b) Wie schnell würde das Auto werden, wenn es mit der gleichen Beschleunigung noch eine Sekunde länger beschleunigen würde?

Antwort:
a)

b)

Nikolas

zu 1)
Wie siehts denn mit dem Vorzeichen der Geschwindigkeit aus?
Ich stelle mich einfach dahin, sehe einen Stein vor mir liegen und mache die Augen zu. Dann wirft jemand den Stein nach oben, oder spielt Fussball damit. Nach t mache ich meine Augen wieder auf und sehe den Stein wieder vor mir liegen? Was sollte also für die Durchschnittsgeschwindigkeit rauskommen?

zu 3)
v=0 bin ich einverstanden. Wenn aber a=0 sein soll, warum bleibt der Stein nicht in der Luft hängen? Es gilt doch F=m*a=m*g an jedem Ort.

zu 4)
Aus dem Wert für g und für dein v_0 kannst du doch ein Orts-Zeit gesetz und ein Geschwindigkeits-Zeit gesetz aufstellen. Mit dem ersten berechnest du die Zeit, an dem der Stein in der Mitte ist und setzt es dann in das zweite ein.

7. sieht ganz gut aus.

zu 8)
Da steht nicht, dass der Pfeil zur Scheibe eine Sekunde braucht.
Der Pfeil braucht eine Zeit t1 zur Scheibe und der Schall von der Scheibe zurück eine Sekunde abzüglich der Flugzeit vom Pfeil. Und: s*m/s=m...
Die Schallgeschwindigkeit hast du in der Aufgabe darüber benutzt...

zu 9)
Das sieht ganz komisch aus. Ich würde es so machen: Du nimmst dir das Weg-Zeit-Gesetz für eine Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit:
x1(t)=v1*t+x_01. Das beschreibt das vordere Auto. v1 hast du gegeben und für x_01 setzt du den Vorsprung von 45km ein. x2(t) beschreibt dann das zweite Auto: x2(t)=v2*t. Jetzt musst du nur noch die Gleichungen gleichsetzen und bekommst den zeitpunkt des Überholens. Den Wert setzt du dann in eine Gleichung ein (zur Kontrolle auch in die andere) und hast du Antwort auf deine Frage.

zu 10)
die a stimmt. Bei der b sollte wohl eher ein v statt einem a in der zweiten Zeile stehen. Und du hast vergessen, dass das Auto nicht aus der Ruhe beschleunigt, sondern schon mit 48,3km7s unterwegs ist, bevor es beschleunigt. Du musst also zu deiner Geschwindigkeit noch diesen Wert hinzuaddieren. (in den richtigen Einheiten)

Lass dich jetzt nicht entmutigen, weil vieles falsch ist. Schau am Besten noch mal über die Aufgaben und schreib deine Ergebnisse wieder hier hin, dann werde ich oder jemand anders hier sicher noch mal ein Auge drauf werfen.

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

1.

oppi25 · Anmeldungsdatum: 02.06.2006 Beiträge: 87 Wohnort: Gießen

Hier ein paar Lösungsvorschläge:

2.1

, weil die mittlere Geschwindigkeit nach oben minus die mittlere Geschwindigkeit nach unten gleich Null ergeben muss.

2.8
Da der Ball auf dem Weg nach unten eine negative Beschleunigung erfährt muss sie durch

gegeben sein.

2.10

da der Ball linear steigt und die Geschwindigkeit jeweils um die hälfte abnimmt.

2.13
Ich hab keine Ahnung wie ich den Aufschlag berechnen soll

2.17
Da ich nur die Entfernung zwschen Schützen und Scheibe haben will, müsste es ausreichen nur den Weg des Schalls zu berechen.

2.19
Ich hab das jetzt mal gleichgesetzt und was ganz "komisches" rausbekommen.

Warum geht mein erster Lösungsansatz eigentlich nicht?

2.20

Nikolas

könntest du bitte den beitrag editieren und die gleiche Nummerierung wie oben benutzen? Das vereinfacht das durchschauen erheblich.

Bei der 1 stimme ich dir so zu.
Bei '2.8' stimmt die Formel nicht, überprüf mal die Einheiten. Welche Kraft beschleunigt denn den Stein, wie groß ist dann die Beschleunigung. (Als Ergebniss sollte eine Zahl dastehen. (mit einer Einheit natürlich))

'2.10' gefragt war nicht die Geschwindigkeit nach halber Zeit, sondern nach halber Strecke. Da die Geschwindigkeit nicht konstant ist, entpricht sich das nicht.

'Pfeil': In der Sekunde fliegt der Pfeil aber zur Scheibe, löst den Ton aus und der muss wieder zum Schützen zurück. Dein Ergebniss ist auch etwas komisch. Für die 340m benötigt der Pfeil grob 8 Sekunden, wenn er parallel zur Erde fliegen würde. Bei 40m/s und einer Sekunde wird das richtige Ergebniss knapp unter 40m liegen.

'Autos': von der zweiten in die dritte Zeile ziehst du aus dem gesamten Zähler ein t, obwohl nur vor v_1 eins steht. Schieb nach der ersten Zeile mal das v_1*t nach rechts, klammer t aus und teil durch (v_2-v_1), dann hast du dein Ergebniss.

'Beschleunigung': Die Gleichungen stimmen, so würde ich es auch machen.