[Physik] Beschleunigung berechnen?

Guten Tag,

vielleicht hat ja jemand Lust mir bei dieser Aufgabe etwas weiterzuhelfen bzw. sie mir genauer zu erklären.

Aufgabe 4 habe ich anfangs verstanden (Berechnung Beschleunigung Motorrad Nr. 1). Jedoch bereitet mir die Aufgabe 4 danach noch Schwierigkeiten (Berechnung Beschleunigung Motorrad Nr. 2).

Wenn ich mir die Lösung anschauen, dann verstehe ich es leider immer noch nicht:

Ich freue mich über Eure Hilfe

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Hamburger02
2 years ago

Versuch einer Musterlösung:

a)

M1:
t = 10 s
v = 100 km/h = 100/3,6 m/s = 27,78 m/s
(Tipp: die Umrechnung von km/h in m/s immert gleich als Vorlauf erledigen. Das vereinfacht die weiteren Rechnungen)

Formel zur Verbindung von v, a und t:
v = v0 + a * t
v0 = 0
daher:
v = a * t
a = v/t = 27,78 m/s / 19 s = 2,78 m/s^2

M2:

s = 100 m
v = 100 km/h = 100/3,6 m/s = 27,78 m/s

Die Zeit ist nicht gegeben und auch nicht mit einer Formel berechnebar, also müssen wir die Formeln
s = a/2 * t^2 und
v = a * t kombinieren.

Dazu lösen wir v = a * t nach t auf:
t = v/a
und setzen es in die erste Formel ein:

s = a/2 * t^2 = a/2 * (v/a)^2 = v^2 / 2a

und lösen nach a auf:
a = v^2 / 2s = (27,78 m/s)^2 / 200 m = 3,86 m/s^2

Damit beschleunigt M2 stärker als M1

Hamburger02
2 years ago
Reply to  maennlich2002

Frage:

Hattest du schon Integrieren? Und falls ja, was ergibt ∫ax dx?

Hamburger02
2 years ago

Musste aber echt „lange“ nachdenken dafür, ist schon echt lange her…

Tja, so ist das. In Physik kommt alles wieder, was man einige Zeit vorhert schon mal in Mathe hatte. Die Lehrpläne sind extra so aufeinander abgestimmt.

Da kann ich aber ansetzen:

Was wir wissen:
v ist die Ableitung von s:
s = f(t)
v = f'(t)

Also gilt umgekehrt:
s ist die Stammfunktion von v.

Da gilt: v = a * t
und s die Stammfunktion von v ist, folgt daraus, dass man v aufleiten muss, um s zu erhalten:
s = ∫v = ∫ a*t dt = 1/2 a * t^2

Und wieso muss aufgeleimter werden?

Weil aufleiten die Umkehrfunktion vom ableiten ist. Wenn man v durch Ableiten von s erhält erhält man umgekehrt s durch aufleiten von v.

Was hat es mit dem v0 (ich denke mal die Anfangsgeschwindigkeit) in der Formel auf sich?

So ist das. Die Aufgaben, wo ein Auto schoon fährt und dann beschleunigt, z.B. am Ortsausgang von 50 km/h auf 100 km/h, kommen noch. Jetzt zum Anfang wird halt erstmal nur aus dem Stand beschleunigt.

Wie kann ich es vermeiden, die Formeln zu „vermischen“?

1) Feststellen in welche von nur 2 Kategorien die Bewegung fällt:
a) gleichförmige Bewegung mit v = const und a = 0
oder
b) gleichmäßig beschleunigte Bewegung mit a ≠ 0 und v = a * t

Dann die passenden Formeln für die jeweilige Kategorie anwenden.

Das ist aber auch wieder nur jetzt am Anfang so. Nicht lange, dass wird es gemischte Bewegungen aus a) und b) geben und spätestens dann wirst du ohnehin nur noch die beiden vollständigen Formeln aus meiner Zusammenfassung brauchen und anwenden.

Spikeman197
2 years ago

Eigentlich ist es nicht soo schwer. Es werden halt die beiden Formeln für die beschleunigte Bewegung kombiniert.

In was für einer Schule und Stufe bist Du? Ich finde es sehr seltsam, die Aufgabe abzuschreiben und auch die 1. Rechnung ist ziemlich ausführlich…

v=100 km/h=27,8 m/s

a=v/t=27,8 m/s / (10 s) = 2,78 m/s²

Fertig!

Spikeman197
2 years ago
Reply to  maennlich2002

Du hast t=s/v verwendet, was Du aber nicht darfst, weil es eine beschleunigte Bewegung ist. Da hier der einfachste Fall einer beschleunigten Bewegung vorliegt, mit s0=0 und v0=0 ist sogar t=2×s/v(max) weshalb Du genau die halbe Zeit ausgerechnet hast und die doppelte Beschleunigung erhältst!