Prüfungsvorbereitung, an die Physiker unter euch :)

[ThE_sMoKeY_jOe]

Hey,

stecke gerade mitten in der Prüfungsvorbereitung für das 2. Semester und hab irgendwie ein Problem mit 2 Aufgaben, bis jetzt konnte mir niemand helfen, vielleicht habt ihr ja eine Idee.
Evtl. mach ich auch nur einen Denkfehler, mal schauen.

1. ein Fahrstuhl legt 100m in 150s zurück, 80m mit konstanter Geschwindigkeit Bremsverzögerung und Anfahrtbeschleunigung sind gleich. Man soll die mittlere v und und die Beschleunigung a ermitteln.

Komme da einfach zu keinem Ansatz, habt ihr eine Idee ?

2. Ein Zug fährt in 45min 50km, von der Strecke fährt er einen Teil mit 80km/h und den Rest mit 60km/h.

Welche Strecke legt er mit 80 und welche mit 60km/h zurück ?


Ich kenne zu beiden Aufgaben die Lösung, bringt mir allerdings nichts. Komme einfach nicht drauf wie ich es angehen könnte.


Okay dann noch eine Aufgabe bei der ich eigentlich davon überzeugt bin alles richtig zu machen allerdings steht als Lösung etwas anderes da.

Also ein Bootsmotor wird mit einer 0,8m langen Schnur angeworfen. Diese ist auf eine Rolle mit 10cm Durchmesser gewickelt.
Wie schnell muss an der Schnur gezogen werden damit der Motor eine Drehzahl von 1200U/min erreicht.

Habe dann so angefangen, 1200U/min = 20U/s dann geschaut wie oft die Schnur auf die Rolle gewickelt werden kann, sind 2,54xxxU. Wenn man jetzt also die Schnur in 1s kommplett rauszieht hätte man 2,5U/s.
Jetzt noch 2,5U / 20U/s = 0,125s.

t=0,123s es soll aber anscheinend 0,225s rauskommen. Was ist falsch ?



Vielleicht hat ja jemand von euch an solchen Aufgaben Spaß und kann mit helfen

Danke.

 

[Sherman123]

Zug Beispiel: Ich hoffe ich habe mich nicht "verdacht".

50km in 45min --> vquer=66.666km/h
66.66=60*x/50+80*y/50
x+y=50km
-->auflösen: 16.5km mit 80 und 33.5km mit 60

EDIT: Das müsste so stimmen. Weiter zum nächsten Bsp.

Motorboot: Ich verstehe die Angabe so: Die 0.8m lange Schnurr ist irrelevant. Gefragt ist nur die End-ZIEHgeschwindigkeit damit der Motor mit 1200min brummt.
v=r*omega
omega=2*pi*n/60
-->mit 12.5m/s
Wenn man doch eine Zeit für den Beschleunigungsvorgang haben will: vquer=ds/dt ---> 0.8/6.25=0.128s Das stimmt auch ziemlich sicher.

Komischerweise kommt bei uns dasselbe raus, obwohl du keinen Beschleunigungsvorgang berücksichtigst, oder?


So Aufzugsbsp:
Betrachte nur die erste Hälfte: 10m konstante Beschleunigung, dann 40m konstante Geschwindigkeit --> 50m in 75s

10/50*v1+40/50*v2=50m/75s
v1=v2/2 (gleichmäßige konstante Beschleunigung --> v1 in Sektor 1 ist die Hälfte von v2
Wenn du mal die Geschwindigkeiten hast, sollte die mittlere Beschleunigung (a=dv/dt auch kein Problem sein)

Das ergibt: 0.74m/s maximal Geschwindigkeit
40m/0,74=54s bleiben 21s für den Beschleunigungsvorgang
0.74/21=0,035m/s²

Irgendwo ist wohl ein Fehler drinnen.
10m/(21s^2) ergibt nämlich eine Beschleunigung von 0.022m/s^2

 

[|MELVIN|]

1.) v=s/t=100m/150s=0,66m/s=2,4km/h

Mittlere Geschwindigkeit in der Beschleunigungsphase v1: v=2,4km/h=0,1*v1+0,8*v2+0,1*v1=0,2*v1+0,8*v2
Weiterhin: v2=2*v1, damit: 2,4km/h=0,2*v1+0,8*2*v1=1,8*v1 -> v1=1,33km/h, v2=2,66km/h

Beschleunigung: a=v/s=2,66km/h/10s=0,7407m/s/10s=0,07407m/s^2

Kann aber auch sein, dass meine Rechnung totaler Mist ist...

 

[ThE_sMoKeY_jOe]

Ja also bei der Bootsaufgabe komme ich mit der Berücksichtigung nur einer Nachkommestelle auf 0,125 wenn ichs genauer mache etwas höher.

Sehr gute ansätze, so hatte ich das auch noch nicht bedacht. Leider nicht Korrekt.

Hier mal die Lösungen:

1. v = 0,8m/s a=0,032m/s²

2. 20km mit 80km/h & 30km mit 60km/h

Und wie gesagt bei dem mit dem Boot sollte anscheinend 0,225 rauskommen aber wenn niemand auf die Lösung kommt dann sag ich mal die vorgegebene Lösung ist falsch

Danke

 

[Sherman123]

Ach beim Zug musst du scheinbar zeitlich rechnen: (kapiere aber gerade nicht wieso)
45min = 0,75h
80km/h*X/0,75h+60km/h*Y/0,75h=vquer
X+Y=0.75h
Dann kommst du auf die richtigen Kilometer.

 

[simpsonsfan]

1. Aufzug, ich würde wie Sherman ruhig nur die Hälfte betrachten, allerdings gilt

v1: konstant
v2: gleichmäßig beschleunigt
t1: Zeit mit konstanter v
t2: Zeit mit konstanter a; v ist im schnitt 0,5 v1

40m/v1 + 10/v2 = 75s
v2 = 0,5v1
40/v1 + 10/(0,5v1) = 75s -> v1 =0,8m/s
->v2 = 0,4m/s

t1 = 40m/(0,8m/s) =50 s
t2 = t - t1= 75s - 50s =25s

s= 0,5 a t² = 0,5 a * (25s)² -> a= 0,032 m/s

2. Zug

50km in 45min --> vquer=66.666km/h
66.66=60*x/50+80*y/50
x+y=50km

x+y sind hier unmöglich Längenangaben

60km/h * t1 + 80km/h * t2 =50km
t1+t2 = 0,75h
-> t1= 0,5h; t2= 0,25h
60km/h * t1 = 60km/h * 0,5h = 30km
80km/h * t2 = 80km/h * 0,25h = 20km

Zum Boot
@Sherman: Die Endgeschwindigkeit ist aber 2pi m/s, also ca 6,28, ich unterstell einfach mal, du hast den Durchmesser als Radius eingesetzt.
Auf welche Zeit die Aufgabensteller allerdings hinaus wollen, darauf komme ich jetzt auch nicht, ich kann schließlich unterschiedlich ziehen. Bei gleichmäßiger Beschleunigung käm so jedenfalls 0,255 s raus, was ja der Lösungsangabe nicht entspricht.

 

[ThE_sMoKeY_jOe]

Das sieht doch gut aus, danke das Hilft mir weiter.