Physik aufgaben lösen?

Hey Leute,

Ich versuch schon seit längerem diese 3 Aufgaben zu lösen aber ich komme nie auf das richtige Ergebnis oder allgemein weiter. Dies hier ist nun meine letzte Hoffung :)

Nr.1 Ein Auto (m=1000kg) wird durch F = 4000 N von 50 km/h auf 100 km/h beschleunigt. Berechne die benötigte Zeit und den dabei zurückgelegten Weg.

Nr.2 Ein Zug erreicht aus der Ruhe nach 10 s die Geschwindigkeit 5 m/s. Berechne seine Beschleunigung und den in dieser Zeit zurückgelegten Weg.

Nr.3 Ein Auto fährt mit der konstanten Beschleunigung 2 m/s^2 an.

a ) Berechnen Sie die Geschwindigkeit und den Ort nach 3,0 s.

b ) Berechnen Sie die zur Beschleunigung nötige Kraft.

c ) Bestimmen sie in den nächsten 5,0 s zurückgelegten Weg, wenn man nach 3,0 s Anfahrzeit die beschleunigende Kraft weg nimmt (ohne Reibung )

Ich weiß das das viel ist aber Physik liegt mir nicht wirklich und ich möchte morgen in der Schule ungefähr eine Ahnung haben wie das ganze funktioniert.

Danke im voraus

Answer 1

[Bartosz11]

1) $W\ =\ F\cdot s$ Arbeit ist Kraft mal Weg. Eigentlich noch *cos(α), aber wir haben ja hier keine Steigung zu berücksichtigen ;)

umstellen nach s

$s=\ \frac{W}{F}$ Jetzt W erstmal ausrechnen. W = 1/2 m*v². Weil du aber eine Geschwindigkeitsdifferenz hast, muss du sie beachten. Daher sieht die Formel so aus: $W\ =\ \frac{1}{2}\cdot m\cdot\left(v_1^2-v_2^2\right)=\frac{1}{2}\cdot1000kg\cdot\left(\left(\frac{100}{3,6}\right)^2-\left(\frac{50}{3,6}\right)^2\right)\ \left[\frac{m^2}{s^2}\right]=289352\ J$

mit 100/3,6 und 50/3,6 habe ich gleich die km/h in m/s umgerechnet.

$s=\frac{289352\ J}{4000\ N}=72,38\ m$ Die Beschleunigung kriegst du aus s = 1/2 a*t², aber auch hier gilt, dass du bereits eine Anfangsgeschwindigkeit hattest! Daher $s=\frac{1}{2}\cdot\ a\cdot t^2+v_0\cdot t\ umstellen\ nach\ a\ =\ \frac{-2\cdot v_0}{t}+\frac{2\cdot s}{t^2}$ $\frac{-2\cdot\left(\frac{50}{3,6}\right)\ \frac{m}{s}}{4\ s}+\frac{2\cdot72,38m}{\left(4\ s\right)^2}=2,1\ \frac{m}{s^2}$

Comments

[Anastasia2334]

Vielen Dank

Answer 2

[Bartosz11]

2) Hie rmusst du 2 Formeln verbinden. Es gibt einmal $v\ =\ a\cdot t$ , die wir nach a umstellen

$a\ =\ \frac{v}{t}$ und es gibt $s\ =\ \frac{1}{2}\cdot a\cdot t^2$ , in der wir für a eben dieses v/t einsetzen

$s\ =\ \frac{1}{2}\cdot\frac{v}{t}\cdot t^2=\frac{1}{2}\cdot v\cdot t=\frac{1}{2}\cdot5\ \frac{m}{s}\cdot10s\ =25\ m$ $a\ =\ \frac{v}{t}=\frac{5\ \frac{m}{s}}{10\ s}=0,5\ \frac{m}{s^2}$

Answer 3

[Bartosz11]

3) Ist insofern "einfach" weil du hier eine konkrete, mathematische Funktion benutzen kannst.

du kennst sicher f(x) = ... * x + ...

ich schreibe hier einfach a(t), ist im Grunde genommen nur angepasst. a(t) = 2. Als hättest du die Funktion f(x) = 2, nur hier mit der Beschleunigung auf der y-Achse und der Zeit auf der x-Achse. You get the idea.

Einmal für dich die Logik erklärt:

die Beschleunigung ist konstant, das heißt

• die Geschwindigkeit wird immer größer
• der Weg wird immer schneller größer

Wenn a(t) = 2, dann muss v(t) = 2 * t sein. Und der Weg s(t) = t² .

Das macht auch Sinn, da v(t) das Integral von a(t) ist, und s(t) das Integral von v(t) ist. Aber das lernst du später in der Oberstufe.

• a ) Berechnen Sie die Geschwindigkeit und den Ort nach 3,0 s.

$s\left(3\right)=3^2=9$ 9 m also

$v\left(3\right)=6\ weil\ 2\cdot3$ 6 m/s also.

• b ) Berechnen Sie die zur Beschleunigung nötige Kraft.

Würde ich gerne machen. Aber dazu bräuchte ich die Masse m von dir

$F\ =\ m\cdot a$

• c ) Bestimmen Sie den in den nächsten 5,0 s zurückgelegten Weg, wenn man nach 3,0 s Anfahrzeit die beschleunigende Kraft weg nimmt (ohne Reibung )

$s\left(3\right)\ =\ 9m$ + 2 weitere Sekunden rollen, also ohne weitere Beschleunigung.

$s\ =\ \frac{1}{2}\cdot v\cdot t=\frac{1}{2}\cdot6\ \frac{m}{s}\cdot2s=6\ m$ diese Formel habe ich in meiner zweiten Antwort erklärt

6m+9m=15m