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Nachricht |
JochenÖsterreicher
Gast
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 JochenÖsterreicher Verfasst am: 05. Mai 2021 17:02 Titel: Geschwindigkeit eines Zugs |
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Meine Frage:
Ein Zug fährt in 5 min von einer Station zu einer 5 km entfernten Station. Von dieser Zeit benötigt er 0,5 min zum gleichmäßig beschleunigten Anfahren und 0,5 min zum gleichmäßig verzögerten Abbremsen. Dazwischen fährt er mit einer konstanten Geschwindigkeit.
Wie groß ist die konstante Geschwindigkeit?
Meine Ideen:
Ich bekomme es einfach nicht hin... wissen tut man ja nur, dass die Zeit auf der konstanten Strecke t = 240 s ist....
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 05. Mai 2021 17:16 Titel: |
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Mach Dir ein v-t-Diagramm. Die Fläche dieses Trapezes ist der Weg, also 5km. Daraus ergibt sich mit ein paar Flächenberechnungen der Rest.
Viele Grüße
Steffen
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JochenÖsterreicher
Gast
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| JochenÖsterreicher Verfasst am: 05. Mai 2021 17:25 Titel: |
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Ich komme nicht drauf, wie man das angeht...
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 05. Mai 2021 17:28 Titel: |
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Hast Du das Diagramm gezeichnet? Gut.
Die unbekannte Höchstgeschwindigkeit kannst Du an der v-Achse mit vmax kennzeichnen. Nun stell die Formel für die Fläche auf.
Wenn Du lieber rechnest, nimm die Formel =s_0 + v_0 \cdot t + \frac 12 a_0 \cdot t^2) für die drei Streckenabschnitte. Dabei ist die Beschleunigung jeweils  , beim Bremsen natürlich negativ.
Mit Geometrie kommst Du meines Erachtens schneller ans Ziel.
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JochenÖsterreicher
Gast
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| JochenÖsterreicher Verfasst am: 05. Mai 2021 17:54 Titel: |
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Danke für die Erklärung, aber wie genau gehe ich bei der Geometrie vor? Ich habe doch vmax gar nicht...
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 05. Mai 2021 20:11 Titel: |
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Kein Problem, ich schreibe es gerne noch mal.
Mach Dir ein v-t-Diagramm. Die unbekannte Höchstgeschwindigkeit kannst Du an der v-Achse mit vmax kennzeichnen. Die Fläche dieses Trapezes ist der Weg, also 5km. Daraus ergibt sich mit ein paar Flächenberechnungen der Rest.
Du bist dran.
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roycy
Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961
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| roycy Verfasst am: 06. Mai 2021 11:40 Titel: Geschwindigkeit eines Zuges |
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| JochenÖsterreicher hat Folgendes geschrieben: | | Ich komme nicht drauf, wie man das angeht... |
Ein bißchen knobeln solltest du schon
| Beschreibung: |
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gast_free
Gast
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| gast_free Verfasst am: 06. Mai 2021 13:47 Titel: Re: Geschwindigkeit eines Zuges |
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| roycy hat Folgendes geschrieben: | | JochenÖsterreicher hat Folgendes geschrieben: | | Ich komme nicht drauf, wie man das angeht... |
Ein bißchen knobeln solltest du schon |
In der Füsik und in den Ischenörwissenschaften zerlegt man ein Problem gerne in einfache Teilprobleme. Hat man über die Teilprobleme den Überblick kann man die zusammensetzen und das Gesamtproblem lösen.
In dieser Aufgabe gibt es drei Teilprobleme.
1. Beschleunigen. Die Strecke s1 der gleichmäßig beschleunigten Bewegung errechnet sich so.
t1 ist bekannt.
Die Endgeschqwindigkeit nach t1 errechnet sich so.
2. Strecke s2 mit vmax.
3. Abbremsen Strecke.
Da Abbremsen und Beschleunigen diesselbe Zeit braucht, sind die Beträge identisch.
Die gesamte Strecke ist gegeben.
Die gesamte Zeit ist gegeben.
Nun zur entgültigen Lösung:
+t_1^2})
Den Rest schaffst Du alleine. Die Beschleunigung a ausrechnen und zusammen mit der Beschleunigungszeit die gesuchte Geschwinidigkeit.
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 06. Mai 2021 14:44 Titel: |
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Die Fläche unter dem trapezförmigen v-/t-Diagramm (beschleunigen von v = 0 auf v_max in der Zeit t, konstantes v_max in der Zeit T -2*t, bremsen von v_max auf v=0 in der Zeit t) ist der Weg s, den die Lok in der Zeit T insgesamt zurücklegt.
Trapezfläche = 1/2 * (Grundseite + Oberseite)*Höhe
Grundseite = T (Gesamte Fahrzeit 300 s)
Zeit für beschleunigen/ bremsen = t = 30s
Oberseite = T- 2*t(Fahrzeit mit konstanter Geschwindigkeit)
Höhe = v_max (Konstante Gescwwindigkeit)
s = Trapezfläche (Gesamte Fahrstrecke = 5.000 m)
\cdot v_{max} )
Zuletzt bearbeitet von Mathefix am 06. Mai 2021 15:00, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 06. Mai 2021 14:52 Titel: |
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Nachdem die üblichen Verdächtigen nun auch mal wieder alle ihren Senf dazugegeben haben, sollte es nicht mehr schwierig sein. Ansonsten melde Dich einfach nochmal.
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 06. Mai 2021 15:02 Titel: |
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| Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben: | | Nachdem die üblichen Verdächtigen nun auch mal wieder alle ihren Senf dazugegeben haben, sollte es nicht mehr schwierig sein. Ansonsten melde Dich einfach nochmal. |
Hallo Steffen,
gebe ich gern zurück.
Gruss
Mathefix
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nachhilfe-mit-rg
Anmeldungsdatum: 06.05.2021
Beiträge: 2
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| nachhilfe-mit-rg Verfasst am: 06. Mai 2021 20:16 Titel: alternativer Lösungsweg (ohne v-t-Diagramm ;-) ) |
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Hallo, das wäre dann mein Lösungsvorschlag. Sollte aber das gleiche Ergebnis entstehen, wie bei Mathefix (hoffe ich :-) ).
Grüße
Willkommen im Physikerboard!
Wir sind ein Nachhilfeforum, da sind Komplettlösungen nicht gestattet. Deswegen habe ich Deinen Anhang gelöscht.
Im übrigen schaffe ich es alleine, dem Fragesteller zu helfen. Danke also an alle, die sich hier unbedingt einbringen müssen. Aber solange der Dialog mit dem Fragesteller noch läuft, ist es eher unhöflich, sich ungefragt einzumischen, nur aus Langeweile.
Viele Grüße
Steffen
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 06. Mai 2021 20:46 Titel: Re: alternativer Lösungsweg (ohne v-t-Diagramm ;-) ) |
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| nachhilfe-mit-rg hat Folgendes geschrieben: | Hallo, das wäre dann mein Lösungsvorschlag. Sollte aber das gleiche Ergebnis entstehen, wie bei Mathefix (hoffe ich :-) ).
Grüße
Willkommen im Physikerboard!
Wir sind ein Nachhilfeforum, da sind Komplettlösungen nicht gestattet. Deswegen habe ich Deinen Anhang gelöscht.
Viele Grüße
Steffen |
Hallo Steffen,
Wer im Glashaus sitzt , ...
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 07. Mai 2021 10:41 Titel: Re: Geschwindigkeit eines Zuges |
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| gast_free hat Folgendes geschrieben: | | roycy hat Folgendes geschrieben: | | JochenÖsterreicher hat Folgendes geschrieben: | | Ich komme nicht drauf, wie man das angeht... |
Ein bißchen knobeln solltest du schon |
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Nun zur entgültigen Lösung:
Den Rest schaffst Du alleine. Die Beschleunigung a ausrechnen und zusammen mit der Beschleunigungszeit die gesuchte Geschwinidigkeit. |
@gast_free
Auch über die Bewegungsgleichung geht es einfacher:
\cdot v_{max})
Viele Wege führen nach Rom ...
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nachhilfe-mit-rg
Anmeldungsdatum: 06.05.2021
Beiträge: 2
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| nachhilfe-mit-rg Verfasst am: 07. Mai 2021 22:27 Titel: |
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Hi Steffen, - sorry, ich hatte übersehen, dass hier komplette Lösungswege nicht geduldet sind, obwohl dies ja unter "Über uns" beschrieben ist... - Asche über mein Haupt, - mein Fehler.
Für mich zum weiteren Verständnis, - wie ist das hier in diesem Forum gedacht? Soll man als "normaler User" wie ich es einer bin nur Fragen stellen, aber auf gestellte Fragen keine Antworten, also auch keine Lösungshinweise geben? (Dass mit "keine kompletten Lösungswege" ist ja nun geklärt...). Danke und Gruß
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 08. Mai 2021 10:53 Titel: |
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"Normale User" sind wir hier alle. 
Nein, im Ernst: so richtige Physik-Cracks gibt es hier wenige. Die meisten wissen auf ihrem Teilgebiet vielleicht etwas mehr als der Durchschnitt, in anderen stellen sie durchaus Fragen, wenn ihnen etwas unklar ist. Das ist völlig normal und macht das Board meines Erachtens erst menschlich und sympathisch.
So ist es auch öfter vorgekommen, dass ein Helfer sich geirrt hat oder nicht mehr weiterweiß. Dann wird er schon mal korrigiert, auch dies ist ein positiver Aspekt hier.
Viel Spaß noch im Board
Steffen
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