Die Startbahn eines Flugzeugträgers - Physik?

2 Antworten

Solche Fragen sind immer eine Kombination von Nachdenken über die Problemstellung und stumpfem, aber präzisen Rechen.

Also musst du erst mal herausfinden, was gegeben, gefragt und gemeint ist.
Da es sich um Physikunterricht handelt, ist wohl eine geleichmäßig bescheunigte Bewegung gemeint, von Start bis zum Ender der Rollbahn.
Auch wenn die Beschleunigung in der Praxis wohl nicht exakt gleich ist.

Wenn du das rausgefunden hast, stellst du ganz fest, was du hast:

Die Angaben

  • 280 m Strecke
  • 504 km/h Endgeschwindigkeit

Und die Formeln

  • f = m* a
  • v = a * t
  • s = ½ a * t²

Und bevor du weiter machst, rechnest du erst mal in vernünftige (Grund-)Einheiten um also 504 km/h in 140 m/s.
Dann fäät dir schon mal auf, dass der Lehrer mitgedacht hat, denn 140 ist die Hälfte von 280, sicher keine Zufall.

Erst jetzt musst du denken, und da denkt jeder Mensch anders:

  • f = m * a ist sicher uninteressant, weil du weder die Kraft noch die Masse hast
  • v = a * t allein hilft auch nicht, weil du t nicht kennst
  • s = ½ a * t² allein hilft auch nicht, weil du weder a noch t kennst

Also muss die die beiden letzten Formeln kombinieren. Und das geht auf zwei Arten:

  1. Du löst die Formeln auf. Wenn v = a * t ist, ist a natürlich v / t. Das kannst du dann in die Formel s = ½ a * t² einsetzen. Also s = (v/t) * t². Das musst du dann nach t auflösen.
  2. Oder du setzt die Werte ein, und schaust weiter. Du hast also 140 m/s = a * t und 280 m = ½ a * t². Ist irgendwie dasselbe in Grün.

Wenn du das Problem rausgearbeitet und die Formeln und Werte erkannt hast, ist der Rest nur noch mühsame Arbeit.
Wie ein Puzzle, du hast Teile, und musst sie zusammenfügen.
Und das macht man durch Ausprobieren.

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Danke für deine ausführliche Antwort. Wie aber löse ich die Formel "(v/t) * t²" nach t auf?

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@TalentlosHoch3

löse das bisher so auf:

s=(v/t)*t²            dann /v

dann steht da: s/v = t*t²

dann zsm. fassen: s/v = t³ 

dann die 3. wurzel ziehen und dann ist meine aufgelöste formel nach t: 3.wurzel aus (s/v) = t

sicherlich falsch. hatte aber nen harten tag und blicke da gerade null durch. weil wir so ne zsm.gesetzte formeln in physik noch nie hatten.

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@TalentlosHoch3

Dann irgendwie anders, ich will dir ja nur den Weg erklären oder andeuten.

Vielleicht v = a * t nach a auflösen, damit es sich dadurch rauskürzt.
Wie gesagt, 2 Gleichungen mit 2 unbekannten, und lösbar.

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@ThomasJNewton

Ich danke dir ja, aber warum ist hier niemand in der Lage mir einfach den Rechenweg aufzuschreiben? ^^

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@TalentlosHoch3

Weil diese Site nicht dazu da ist, anderen Aufgaben zu erledigen.

Und falls mein letzter Ansatz richtig war, dann solte dir klar geworden sein, dass man eben mal seinen Geist anstrengen sollte/muss, um die Lösung selbst zu finden und damit zu lernen.

Ich kenne nur die 3 angegebenen Formeln, und die 3. kann ich mir jederzeit herleiten, mit Integralrechnung, die ich übrigens nie in der Schule hatte. Ist aber nur Differentialrechnung umgekeht.

Die ersten beiden Formeln ergeben sich aus der Definition der Kraft, und der Einheit Newton. Ich habe mich übrigens nicht nach Isaac benannt, und hatte nicht geahnt, wie häufig sich Anspielungen anbieten.

Bei einer bevorstehenden Prüfung mag das kein guter Rat sein, aber im Leben behält man besser wenige ganz einfache Grundsätze und knobelt eine halbe Stunde, als sich über 40 Jahre alle möglichen Formeln zu merken.

Wer hier antwortet hat dir evtll. mehr zu bieten als die Erledigung einer konkreten Aufgabe.
Mal davon abgesehen, dass man die Aufgaben dazu hat, seine Fähigkeiten zu entwickeln, nicht irgendwas abzuhaken.

Ob jemand deine Aufgabe löst ist eine ganz andere Frage wie die, ob er es auch tut.
Davon abgesehen sollte man generell schon ein paar Stündchen abwarten, denn nicht jeder hat jederzeit Zeit für GuteFrage.

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@ThomasJNewton

Wenn du der Meinung bist, dass du es kannst, dann kannst du mir die Aufgabe doch sicherlich in 2 Minuten ausrechnen oder nicht? Blicke wie gesagt immer noch nicht durch wie man deine aufgestellte Formel, die meines Erachtens falsch ist, da du ja nur für a = v/t einsetzt, aber in der Ausgangsformel ja 0,5*a hast -> Also du theoretisch Mal 2 rechnen musst. Wie gesagt, steige bei der Aufgabe aber trotzdem nicht durch. Da ich Physik sowieso nie wieder brauchen werde, bin ich froh, wenn ich in dem Fach ne gute Note hab und dann ists gut.

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@TalentlosHoch3

Dann löse ich es halt anders auf, nach a.

Wenn v = a * t ist, ist a = v / t.

Das setze ich dann in die Formel s = ½ a * t² ein.

Also ist s = ½ (v/t) * t².

Ausgeklammer und gekürzt ergibt das s = ½ v * t.

Nach t aufgelöst ergibt das t = s / 2v.

Und da haben wir alles!

Also t = 280 m / 2*140 m/s = 1 s

DIE ANTWORT IST EINE SEKUNDE.

Warum kann ich das, obwohl ich vom Alter her dein Großvter ein könnte?
Weil ich das im Ernstfall packend finde, und nicht nachlasse, bis ich eines Tage an Höhe nachgelassen werden, sprich unter die Grasnarbe wandere.

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@ThomasJNewton

Nach ein bisschen Überlegen und deinem Denkanstoß, dass ich die eine Formel umstellen muss und in die andere einsetzen muss, habe ich auch die Lösung. Die Zeit ist 4s und die Beschleunigung sind 35 m/s², denn

-> Wie du bereits sagtest: Zitat: 

"Du löst die Formeln auf. Wenn v = a * t ist, ist a natürlich v / t. Das kannst du dann in die Formel s = ½ a * t² einsetzen. Also s = (v/t) * t². Das musst du dann nach t auflösen."

Wenn ich dann nach t auflöse ergibt sich folgendes: t = 2s/v, denn

-> S=1/2*(v/t)*t²        l *2

-> 2s = v/t*t²             l das "t" aus dem Bruchstrich und das "t" aus dem "t²" kürzt sich raus und somit ergibt sich:  t = 2s/v.

Und dann komme ich auch auf meine 4s. Also bis auf, dass du mir gesagt hast, dass ich die eine Formel in die andere einsetzen musst, hast du mir wirklich nicht geholfen. Außerdem habe ich nach einem Rechenweg gefragt. Des Weiteren bist du nicht verpflichtet hier zu antworten, hättest es also sein lassen können. 

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s = .5 * a * t^2

v = a * t

s und v sind bekannt, es bleiben 2 Gleichungen mit 2 Unbekannten. 

Das ist lösbar.

Kleiner Tipp: Löse die 2. Gleichung nach t auf und setze in die erste Gleichung ein.

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Wärst du so nett uns würdest mit den Rechenweg aufschreiben? :D

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@TalentlosHoch3

Ich hab doch bei der 2. Gleichung gar kein a gegeben. Wie soll ich das denn bitte einsetzen, wenn ich nach t aufgelöst habe?

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@TalentlosHoch3

Wenn du es im ersten Schritt nicht hast und nicht wissen willst, dann kürzt es sich irgendwie raus.
Ist halt so, liegt in der Natur der Sache und auch in der Voraussicht deines Physiklehrers.

Im zweiten Schritt kannst du a dann berechnen, wenn du die Zeit hast.
Mit viel Rechenaufwand kannst du sicher auch die Zeit rauskürzen, und gleich im ersten Schritt die die Beschleunigung errechen.
Aber man kann sich auch einen Knopf an die Backe nähen ...

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