Wie löst man diese Matheaufgabe?

1 Antwort

Definition:Die Geschwindigkeit v ist der zurückgelegte Weg s pro Zeiteinheit t

v=s/t → s=v*t mit v=konstant Analogie zur Mathematik A=a*b ist die Fläche vom Rechteck

Erkenntnis:Die Fläche im v-t-Diagramm ist der zurückgelegte Weg s

durchschnittliche Geschwindigkeit v=(s2-s1)/(t2-t1) mit t2>t1

s1=zurückgelegter Weg zum Zeitpunkt t1

s2=zurückgelegter Weg zum Zeitpunkt t2

geht nun das Zeitintervall t2-t1 gegen NULL,so erhält man die

Momentangeschwindigkeit V(t)=ds/dt=S´(t) ist die 1.te Ableitung des Weges S(t)=.. nach der Zeit t.

umgekehrt S(t)=∫V(t)*dt

Hinweis:Das Integralzeichen ∫ (verzerrtes S) ist der mathematische Befehl zur Aufsummierung unendlich vieler Teilfläche dA zur Gesamtfläche A.

Wir sehen im Diagramm rechtwinklige Dreiecke

Fläche vom rechtwinkligen Dreieck A=1/2*a*b

Fläche vom Rechteck Ar=a*b

Schnik: S1=1/2*(2 s)*(3 mm/s)=3 mm zum Zeitpunkt t=2 s

S2=2 s*(3 mm/s)=6mm ist eine Rechteckfläche

S(Schnik)=3 mm+6 mm=9mm bei t=4 s

Schnuk: S(4 s)=1/2*(4 s)*(4 mm/s)=8 mm bei t=4 s

Vorsprung Schnik → 9 mm-8 mm=1 mm bei t=4 s

Geschwindigkeitsüberschuß Schnuk v(über)=4 mm/s-3 mm/s=1 mm/s

Schnuk holt dann Schnik in t=s/(v2-v1)=1 mm/(4 mm/s-3 mm/s))1 mm/s)=1 s ein

also bei t=5 Sekunden

bei t=5 Sekunden sind beide Flächen gleich → S(Schnik)=S(Schnuk)

Prüfe auf rechen- und Tippfehler

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – hab Maschinenbau an einer Fachhochschule studiert
Halbrecht  13.01.2021, 00:13

Mein Problem : die Aufgabe soll doch ohne Integral gelöst werden. Und s kann nirgendwo abgelesen werden .

0
fjf100  13.01.2021, 13:52
@Halbrecht

Geschwindigkeit=zurückgelegter Weg s pro Zeiteinheit t

v=s/t → s=v*t hier ist v=konstant → Analogie zur Mathematik Fläche eines Rechtecks Ar=a*b

Der zurückgelegte Weg s ist die Fläche im Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm.

Du siehst die zurückgelegte Strecke s als "Fläche" im v-t-Diagramm

Beispiel: zeichne ein v-t-Diagramm

Geschwindigkeit v=5 m/s und t=5 Sekunden

zurückgelegter Weg s=v*t=5 m/s*5 s=25 m

Einheitenkontrolle: m/s*s==m*s/s=m*1=m Einheit stimmt,weil der zurückgelegte Weg die Einheit Meter hat.

Man rechnet mit Einheiten,wie mit Zahlen.

Wenn die Beschleunigung a=konstant ist,dann ergibt sich

V(t)=a*t Analogie zur Mathematik Gerade y=f(x)=m*x Graph geht durch den Ursprung des x-y-Koordinatensystem.

Man sieht bei "Schnik"

V(2)=3 mm/s → a=konstant,weil da eine Gerade ist y=f(x)=m*x → m=a

V(2)=3 mm/s=a*2 s

a=3 mm/s/(2 s)=1,5 mm/s²

Probe: V(2)=1,5 mm/s²*2 s=3 mm/s stimmt also

Fläche des rechtwinkligen Dreiecks A=1/2*a*b

S(2)=1/2*(2 s)*3 mm/s)=6/2 mm=3 mm

Schnecke "Schnik" hat also in t=2 s eine Strecke von S(2)=3 mm zurückgelegt

1