[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
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
==> Fragen bezüglich M1:
Das „v = v0 + a * t“ kenne ich noch nicht.
Ich kenne nur die Formel „v = a * t“.
Was hat es mit dem v0 (ich denke mal die Anfangsgeschwindigkeit) in der Formel auf sich?
Ich habe einfach alles direkt in die Formel a = (🔼v)/(🔼t) eingesetzt.
Vielleicht kannst du mir das ja nochmal kurz erklären.
==> Fragen bezüglich M2:
Hier bereitet mir noch die Formel s(t) = 1/2 at^2 Schwierigkeiten.
Vielleicht magst du es mir ja nochmal genauer erklären, wie die Formel zustande kommt. Woher das 1/2 kommt verstehe ich noch nicht. Weil mit integrieren haben wir es noch nicht in der Schule dort gemacht und wir haben die Formel halt einfach bekommen und er hat gesagt, die Herleitung ist nicht so wichtig, einfach auswendig lernen (dort ist die Integralrechnung noch nicht Thema des Unterrichts in Mathe).
Aber für die Klassenarbeit reicht es bestimmt sie auswendig zu lernen. Aber jetzt habe ich verstanden, wie man die Aufgabe löst.
==> Noch eine kleine Frage:
Wie kann ich es vermeiden, die Formeln zu „vermischen“? Also dass ich die Formeln nicht falsch anwende? Oben in der Ergänzung der Frage befindet sich ja der ehemalige „Berechnungsversuch“ zur Berechnung der Beschleunigung von Motorrad Nr. 2. Und hier habe ich ja falsche Formeln verwendet. Wie erkenne ich es, dass ich eine Formel nicht anwenden kann?
Frage:
Hattest du schon Integrieren? Und falls ja, was ergibt ∫ax dx?
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
Weil aufleiten die Umkehrfunktion vom ableiten ist. Wenn man v durch Ableiten von s erhält erhält man umgekehrt s durch aufleiten von v.
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.
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.
Klar hatte ich das! 😀
Integrieren bedeutet ja aufleiten.
1/2 ax^2
Musste aber echt „lange“ nachdenken dafür, ist schon echt lange her…
Und wieso muss aufgeleimter werden?
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!
Habe in die Ergänzung der Frage oben noch einmal meinen „Berechnungsversuch“ gepostet. Kannst du dir das vielleicht einmal anschauen und mir meinen Denkfehler erklären?
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!