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Beschleunigung/Geschwindigkeit mit Vektorrechnung
 
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Physikniete2
Gast





Beitrag Physikniete2 Verfasst am: 05. Apr 2021 01:39    Titel: Beschleunigung/Geschwindigkeit mit Vektorrechnung Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo zusammen,

ich benötige Hilfe bei der Vektorrechnung in der Physik. Lineare Algebra I fand ich recht einfach, aber das versteh ich einfach nicht...

Auf einen Körper der Masse m wirken zur Zeit t folgende Kräfte:


Frage 1: Nach welcher Zeit ist die Beschleunigung in x-Richtung gleich Null?

Easy, nach 2.00 Sekunden.

Frage 2: Die Anfangsbedingungen sind v(t)=0, x(t)=0, die Masse sei m=2.6kg. Bestimmen Sie vx(t) zur Zeit t=3s.


Meine Ideen:
Mein Gedanke ist, dass der Ruck nicht konstant ist. Wenn dem so ist, weiß ich leider gar nicht, wie ich es angehen soll... Der Ruck wird ja immer größer (3-, -6, -9). Ich habe hier ja dann auch eine ungleichförmige Bewegung vorliegen.

Die Masse spielt nur für die Beschleunigung in Y-Richtung eine Rolle. Aber auch da, weiß ich gar nicht welche...

Leider bin ich richtig schlecht in Physik, ich mach lieber Mathe... Ich würde es wirklich gerne verstehen, weiß aber auch gar nicht, wo ich nachgucken soll, wo ich entscheidene Hinweise erhalte...
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5836

Beitrag Myon Verfasst am: 05. Apr 2021 08:25    Titel: Re: Vekotrechnung | Jerk nicht konstant? Antworten mit Zitat

Physikniete2 hat Folgendes geschrieben:
Auf einen Körper der Masse m wirken zur Zeit t folgende Kräfte:

Wenn die Summe aller Kräfte ist, die auf den Körper wirken, dann ist Beschleunigung des Körpers



Den Geschwindigkeitsvektor erhält man, in dem man komponentenweise integriert. Also z.B. für die x-Komponente

Threadersteller
Gast





Beitrag Threadersteller Verfasst am: 05. Apr 2021 15:40    Titel: Antworten mit Zitat

Herzlichen Dank für deine Antwort. Ich Trottel habe allerdings bei F3 die Einheit vergessen. F3 ist der Ruck, also N/s - die Rate in der siche die Beschleunigung ändert.

t = 1 -> F3x = -3; t = 2 -> F3x = -6, t = 3 -> F3x = - 9

Deswegen ist der Ruck ja nicht konstant. Klar ich kann F1 und F2 einfach addieren, aber ich kann nicht die Formel für konstanten Ruck verwenden, da kommt nämlich nur Quatsch raus...
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5836

Beitrag Myon Verfasst am: 05. Apr 2021 17:03    Titel: Antworten mit Zitat

Zuerst: den Begriff „Ruck“ in der Physik hatte ich noch nie gehört - nach googlen sehe ich, dass es den wirklich gibt. Ich dachte zuerst, das sei vielleicht falsch aus einer anderen Sprache übersetzt worden.

Bei F3 gehört die Einheit N/s hin, ja. Aber F3 ist dennoch eine Kraft (in der x-Komponente steht ja t, wodurch die Einheit zu N wird).

Threadersteller hat Folgendes geschrieben:
Deswegen ist der Ruck ja nicht konstant. Klar ich kann F1 und F2 einfach addieren, aber ich kann nicht die Formel für konstanten Ruck verwenden, da kommt nämlich nur Quatsch raus...

Hmm. Heisst das jetzt, dass alles soweit klar ist, oder doch nicht?

Die x-Komponente der insgesamt wirkenden, zeitabhängigen Kraft ist

,

die x-Komponente der Beschleunigung

.

Dieses ax(t) muss nun integriert werden.
Threadersteller
Gast





Beitrag Threadersteller Verfasst am: 05. Apr 2021 18:20    Titel: Antworten mit Zitat

...nö, ich bin doof.

Ich habe keine Ahnung, wie ich das integrieren soll. Hast du einen Tipp für mich, wo ich das lernen kann? Meine Vorlesung war dahingehend absolut nutzlos...


Ich habe jetzt einfach die Beschleunigung in Ruck * Zeit zerlegt und das durch 2 (um das zu mitteln, da ja konstant) * die Masse geteilt. Das ist das richtige Ergebnis. Dann ist der Ruck ja doch konstant... So wirklich verstanden habe ich das nicht.

Bei der Y-Komponente funktioniert der Trick, aber nicht. Da muss ich ja auch noch die Erdbeschleunigung mit einbeziehen.


Ich würde so gerne Physik verstehen, aber ich weiß nicht mal, wo ich anfangen soll zu lernen.
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5836

Beitrag Myon Verfasst am: 05. Apr 2021 21:33    Titel: Antworten mit Zitat

Threadersteller hat Folgendes geschrieben:
Ich habe keine Ahnung, wie ich das integrieren soll. Hast du einen Tipp für mich, wo ich das lernen kann? Meine Vorlesung war dahingehend absolut nutzlos...

Ich weiss nicht, was über die Integralrechnung aus der Schule bekannt ist. Das ist ein grösseres Thema, und ich kann hier natürlich nicht ausführlich darauf eingehen. Du findest die Grundlagen dazu in Schulbüchern oder sonst im Internet.

Integriert werden muss die Funktion



mit b=6N/(2.6kg), c=-3N/(2.6kg*s).

Man erhält



Zitat:
Ich habe jetzt einfach die Beschleunigung in Ruck * Zeit zerlegt und das durch 2 (um das zu mitteln, da ja konstant) * die Masse geteilt. Das ist das richtige Ergebnis. Dann ist der Ruck ja doch konstant... So wirklich verstanden habe ich das nicht.

Ganz genau verstehe ich nicht, was Du gerechnet hast. ax(t) ist eine lineare Funktion, und das Integral ist die Fläche unter der Kurve. Die Fläche, ein Trapez, ist gleich (a(0)*t+a(t)*t)/2.

Zitat:
Bei der Y-Komponente funktioniert der Trick, aber nicht. Da muss ich ja auch noch die Erdbeschleunigung mit einbeziehen.

In den Teilaufgaben, die Du oben erwähnt hast, wird nichts zur y-Komponente gefragt. Wenn nicht separat noch etwas zur Erdbeschleunigung oder Gewichtskraft steht, muss diese hier nicht berücksicht werden. Es wirken nur die gegebenen Kräfte F1, F2 und F3.
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