Welchen Wert für t nehmen (Beschleunigung)?

Guten Abend

ich schreibe die Tage eine Physik Arbeit wo das Thema Beschleunigung auch mit dabei ist, und da ich nicht nochmal mit meiner Physiklehrerin habe und meine Freunde das auch nicht genau wissen, wollte ich mal eine Frage stellen, wenn es um die Berechnung des zurückgelegten Weges geht, mit einer Anfangsgeschwindigkeit Vo. Hierfür gilt ja die Formel: S=a/2 * t^2 + Vo*t in einer sachaufgabe würde das also bedeuten, dass ich wenn t=10s sind Vo=15km/h; V(beschleunigt)=25km/h; Delta V=10km/h und wenn ich DV/t dividiere würde ich ja auf meinen Wert a kommen und könnte den Rest machen, ist ja alles logisch.

zu meiner Frage: in der Arbeit sollen Diagramm dran kommen. Wenn ich also ein t~v Diagramm habe, und sagen wir mal, es wird 60s gefahren, die ersten 20 gleichmäßig gleichförmig, dann wird 10s beschleunigt und was danach kommt ist egal. Es wird nur der Abschnitt betrachtet.

wenn die Aufgabe wäre, den Weg S zu berechnen, müsste ich mit Delta V durch Delta t erstmal a bestimmen und könnte dann weiter rechnen. Aber hier kommt meine Frage auf. Nutze ich, wenn a erfolgreich berechnet wurde und ich nur noch s berechnen will, den Wert für Delta t für die gesamte Formel, oder die ganze Zeit 0-60s wo die Bewegungsart geändert wird, oder rechne ich absatzsweise mit Delta t beim Teil der Beschleunigung und mit einem anderen Delta t bis die gleichmässige Bewegung endet und addiere dann die Werte zusammen ?

Bei der oben genannten Sachaufgabe lasse ich ja Delta t außen vor, weil es ja nicht genannt wird. Wie ist es aber im Fall eines Diagrams ? Muss ich dann mit “verschiedenen t abschnitt werten” in der Formel für S=a/2*t^2+V0*t rechnen? Und wenn ja, warum kann ich das bei dem obrigen Beispiel außen vor lassen und komme dennoch auf das richtige Ergebnis ?

Danke im Voraus. Ich hoffe ich konnte das Problem gut schildern.

Bewegung, Geschwindigkeit, Energie, Kraft, Beschleunigung, Formel, Mechanik, Newton, Physiker, Zeit, freier Fall, gleichförmige Bewegung, Kinematik
Schiefe Ebene mit Rollreibung?

Eine Ära geht zu Ende - nach 42 Jahren lief gestern die allerletzte Ausgabe "Wetten daß?!". Doch unser "Experimentalphysk 1" und "Plasmaphysik"-Professor denkt nicht im Traum daran aufzuhören. Viel eher beglückt er uns dieses Wochenende mit folgender Aufgabe:

Ein Wagen der Masse m = 30 kg habe eine Anfangsgeschwindigkeit v0 = 15 m/s und rolle von unten eine schiefe Ebene mit einem Anstellwinkel von α = 10◦ nach oben

a) Welchen Weg s legt der Wagen bis zum Stillstand zurück, und welche Höhe erreicht er dabei? Wir gehen von einer reibungsfreien Bewegung aus.

b) Zeige mittels den Bewegungsgleichungen, dass die erreichte Höhe unabhängig vom Anstellwinkel α und der Masse m des Wagens ist. Ist die benötigte Zeit bis zum Stillstand auch unabhängig von dem Winkel und der Masse?

c) Nun berücksichtigen wir eine Rollreibung von μ = 0,05. Welche Höhe erreicht der Wagen nun? Ist die erreichbare Höhe immer noch unabh¨angig vom Anstellwinkel und der Wagenmasse?

Jensek81'scher Ansatz:

a) Epot = Ekin

mgh = 1/2 m v0² | geteilt durch mg

h = 1/2 m vo² / mg = 1*mvo² / 2 * mg = v0² / 2g
= (15m/s)² / 2 * 9,81 m/s = 11,47 m

Weg: sin α = h/s | geteilt durch s

sin α * s = H | geteilt durch sin α

s = h / sin α

= 11,47m / sin (10◦) = 66,05 m

b) Da h = v0² / 2 g ist die Höhe von der Geschwindigkeit abhängig, aber nicht von Anstellwinkel α und Mase.

Fr = Fg * sin ◦ = mg * sin ◦

s = 1/2 a t² + v_0 * t

a = -Fh/M

s => s = 1/2 (-Fh/M) t² + v_0 * t = - Fh/M t + vo

Fh/m t = v0 | geteit durch Fh/m

=> t = v0m/Fh = (vo * m) / (m * g * sin α) = vo/ (g * sin α) => abhängig von Winkel α, aber Masse kürzt sich raus.

c) E_gesamt = Epot + E_kin - Reibungsarbeit

1/2 m v² = m g h + 1/2 m v0 ² - μ * FN * s

1/2 m v² = ( m g h + 1/2 m v²- μ * m * g * s

1/2 m 0² = g h + 1/2 v0 - μ * g * s

0 = g * h + 1/2 v0 - μ * g * s | + μgs

g h + 1/2 v0 = μ g s | - 1/2 0

gh = μgs - 1/2 v0 | g

h = (μgs - 1/2 v0 ²) / g

h = (0,05 * 9,81 m/s - 66,05 m - 1/2 * 15 m/²)/(9,81 m/s)

und da kommt 'ne negative Höhe raus. Und das macht mich fertig...

Jensek81'sche Grüße,
Jesek81

Bild zu Frage
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Ist die Fallbeschleunigung eines Körpers, wenn man diesen zusätzlich mit einer gewissen Kraft zum Boden hin anschubst, größer als die normale von 9,81m/s2?

Also ich bin mir nicht ganz sicher, ob ich das so richtig durchdacht habe, deshalb würde ich mich echt freuen, wenn ihr mir das sagen könntet:D

Wenn man jetzt auf der Erde steht und einen Körper hat, z. B. einen Ball, und diesen auf einer bestimmten Höhe hält, dann ist die Beschleunigung erstmal 0m/s2, der Körper ist im Stillstand, weil der Körper (Ball) dann eine Kraft (also die Gewichtskraft des Körpers) auf die Halterung (Hand) wirkt, die Hand aber eine gleich große, entgegengesetzte Kraft auf den Ball ausübt (3. Newtonsches Gesetz). Wenn man diesen dann loslässt, wirkt nur noch die Gewichtskraft auf den Ball, und er fällt mit einer konstanten Erdbeschleunigung von 9,81m/s2, wobei die Geschwindigkeit mit der Strecke, die der Ball gefallen ist, konstant zunimmt.

Das heißt dann:

Fges=Fg

m*a=m*g geteilt durch m

a=g

und die Beschleunigung auf der Erde ist rund 9,81m/s2.

Jetzt habe ich mir aber diese Frage gestellt:

Wenn man diesen Körper nicht einfach nur fallen lässt, sondern ihn noch Richtung Boden anschubst, fällt er ja schneller, also mit einer größeren "Anfangsgeschwindigkeit", als wenn man ihn nur fallen lässt. Das heißt, auf den Körper wirkt nicht nur dessen Gewichtskraft, sondern auch die Kraft, mit der man anschubst.

Das müsste dann heißen, dass die resultierende Kraft sich aus der Gewichtskraft plus der "Anschubkraft" zusammensetzt (wegen dem Superlationsprinzip/4.Newtonschen Gesetz).

Fges=Fg+Fa

wenn man dann das 2. Newtonsche Gesetz mit F=m*a nimmt, müsste dann sowas rauskommen:

m*ages=m*g+m*a1

Man kann dann ja die Masse m rauskürzen, indem man geteilt durch die Masse rechnet, weil die Masse ja gleich bliebt.

dann würde sowas rauskommen:

ages=g+a

Heißt das dann, dass die Beschleunigung, wenn man den Körper (Ball) zusätzlich anschubst, größer ist als die Beschleunigung wenn man den Körper (Ball) nur normal fallen lässt? Und ist meine Betrachtung richtig?

Also, dass ages > 9,81 m/s2

Oder habe ich einen Denkfehler? Wenn ja, dann ist meine Frage, warum der Körper dann mit einer größeren Geschwindigkeit fällt und somit schneller auf dem Boden aufschlägt, wenn er noch angeschubst wird, als wenn er nur fallengelassen wird?

Bewegung, Geschwindigkeit, Energie, Kraft, Beschleunigung, Formel, Gravitation, Mechanik, Physik, Physiker, freier Fall, Gewichtskraft, Kinematik, Newtonsche Gesetze, Spannenergie

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