Notbremsung...

bandchef · Anmeldungsdatum: 04.12.2008 Beiträge: 839

Hallo!

Ich hab hier nochmal eine Aufgabe mit der ich nicht zurecht komme!

Unten die aufgabe als bild.

meine lösung bisher:

t=s/v=(12m)/(15m/s)=0,8s
a=v/t=(15m/s)/(0,8s)=18,75m/s² -> da es zwei identische Autos sind, muss ja das zweite und schnellere Auto die gleiche "Bremsbeschleunigung" besitzen, oder?

danach:

s=0,5*a*t²=0,5*18.75m/s²*(0,8s)²=6m
16m-6m=10m
10m=0,5*18.75m/s²*(0,8s)²+v*0,8s -> v=5m/s; diese ergebnis ist aber laut lösung falsch...

Könnt ihr mir weiterhelfen?

danke, bandchef

dachdecker2

Hallöchen bandchef,

der Fehler tritt relativ weit oben auf - die 0,8 s Beschleunigungszeit des ersten Wagens passen nicht, da der Wagen während der letzten 12 m seine Geschwindigkeit ändert.

gilt nur für die gleichförmige Bewegung. Im zweiten Teil nutzt du zwar die richige Formel (

), aber du setzt da für die Zeit die 0,8 Sekunden des anderen Wagens mit der anderen Geschwindigkeit und der anderen Bremsstrecke ein.

Mach dir mal eine Skizze, in die du die verschiedenen bekannten und gesuchten (und vielleicht auch zwischendurch benötigte) Größen einträgst.

bandchef · Anmeldungsdatum: 04.12.2008 Beiträge: 839

gibt es eigentlich grundsätlichen tipps fürs lösen von physikaufgaben allgemein? ich tu mich da schon irgendwie etwas "sehr" schwer...

danke, bandchef

bandchef · Anmeldungsdatum: 04.12.2008 Beiträge: 839

d.h. also, dass ich die "negative" beschleunigung des wagens berechnen müsste... aber welche größen muss ich dann da noch bestimmen? a=v/t... geht ja irgendwie schlecht mir ja nur der weg und die geschwindigkeit der beiden autos gegeben

danke, bandchef

bandchef · Anmeldungsdatum: 04.12.2008 Beiträge: 839

Ich hab jetzt mal so angesetzt:

2as=v² -> a=(15m/s)²/(2*12m)=9,375m/s²

t=v/a -> (20m/s)/(9,375m/s²)=1,6s

Wenn ich diese beiden rechnungen nun auch für das zweite auto mache, dann bekomme ich zwar eine andere beschleungiung raus aber die gleiche zeit...

Edit1: Vielleicht gehts ja so: v=s/t=16m/1,6s=10m/s? Könnte doch stimmen oder?

Edit2: Ich denke, man muss vorher noch die Strecke ausrechnen die der Wagen noch zurücklegen würde bis er ganz zum stehen kommen würde. das heißt:
s=v*t=20m/s*1,6s=32m
32m-16m=16m -> (hier kommt jetzt Edit1) v=(16m/s)/1,6s=10m/s

danke, bandchef

bandchef · Anmeldungsdatum: 04.12.2008 Beiträge: 839

Was sagt ihr? Meint ihr meine Rechnung könnte richtig sein?

danke, bandchef

dachdecker2

Hallöchen bandchef,

zum Lösen von Aufgben allgemein ist ein Vorschlag, dass man sich alles Gegebene und alles Gesuchte notiert. Meistens ist es auch sehr hilfreich, wenn man sich eine nicht zu kleine Skizze des Sachverhaltes macht, in die man die gegebenen und gesuchten Größen einträgt und sich daran einen möglichen Lösungsweg überlegen und zusätzliche Notizen machen kann.

Wenn einem da so gar nichts einfallen will, nimmt man sein Tafelwerk (eine "Formelsammlung", die es von mehreren Verlagen gibt und die man sich spätestens dann zulegen sollte, wenn Physik oder Chemie im Stundenplan auftauchen) und schlägt darin nach - in diesem Fall hier Bewegung/Kinematik im Physikteil. Dort findet man meistens die relevanten Formeln teilweise auch mit zusätzlichen Bemerkungen, wann die entsprechenden Gleichungen gelten (v=s/t gilt z.B. nur für die gleichförmige (nicht beschleunigte) Bewegung).

Für die konkrete Aufgabe hier könnte das so aussehen:

[Hier stelle man sich eine Skizze mit den beiden Autos, der Wand, den reingeschriebenen Abständen und den gegebenen/gesuchten Geschwindigkeiten vor.]

Beim ersten Wagen kennst du die Geschwindigkeit an 2 verschiedenen Punkten (12 und 0 m vor der Wand) woraus man die Beschleunigung, die mit der des anderen Wagens übereinstimmt:

Im Tafelwerk würde man folgendes zur gleichmäßig beschleunigten Bewegung finden:

und

Die 2. Formel stelle ich nach a um und setze sie in die erste ein:

Da mit der Zeitpunkt

interessiert (da hält Wagen 1 genau vor der Wand an) wird es gleich ein bisschen übersichtlicher:

Jetzt hab ich nur noch bekanntes und das Delta t übrig
(das s - s0 ist mit 12 m gegeben, v0 - v(t) ist gegeben (= Delta v)):

Das ergibt dann eine Bremszeit von:

(Ich hoffe mal, dass bis hier kein Fehler drin ist, kontrollier das mal genau nach. Die Zeit erscheint mir plausibel (<- auch ein wichtiger Tipp: kann das Ergebnis von der Größenordnung her hinkommen? "Der Taschenrechner hat es so angezeigt." ist keine gültige Ausrede Augenzwinkern

).)

Jetzt ist der Anfang gemacht und du guckst mal, wie du jetzt weiterkommst. du könntest als nächstes die Beschleunigung ausrechnen und damit dann entweder "gleich" die Geschwindigkeit des anderen Wagens nach 16 m ausrechnen, wenn die Vorstellungskraft zum Aufstellen der Formel reicht oder alternativ könntest du zum Beispiel den kmpletten Bremsweg (ohne Wand) des zweiten Wagens ausrechnen und von dort dann zurück ausrechnen wie schnell der Wagen bei s = 16 m ist.

Eine Sache noch ... vermeide mal 4 Posts hintereinander zu machen, in solchen Fällen (wenn noch niemand geantwortet hat) sollte man die Editierfunktion benutzen.

bandchef · Anmeldungsdatum: 04.12.2008 Beiträge: 839

Hm, also irgendwie verstehe ich deine Teillösung der Aufgabe nicht.

Ich hab jetzt mal die Bremsbeschleunigung des Autos 1 berechnet:

Mit dieser ja eigentlich negativen Beschleunigung bremst ja auch Auto 2 da sie ja "identische Autos" sind.

Nun kann ich doch laut

die Zeit berechnen, die das 2. Auto benötigt, oder?

Nun kann ich doch laut

->

den Weg berechnen, den Auto 2 mit der Beschleunigung zurücklegen würde, wenn keine Wand im Weg wäre, oder?

Nun kann ich doch laut

->

die Geschwindigkeit berechnen, mit der Auto 2 gegen die Wand fährt, oder?

Kannst du mir nochmal helfen?

danke, bandchef

dachdecker2

Es wäre zwar schön, wenn du meinen Lösungsteil verstehen würdest (weil ich mir Mühe gegeben habe, möglichst wenig zu überspringen und einige Anmerkungen dranzuschreiben ...). Andererseits kommen wir auf die gleiche Beschleunigung - es gibt keine guten oder schlechten Lösungen und Lösungswege. Es kommt drauf an, dass man einen findet, bei dem die Probe (die habe ich oben noch vergessen) ergibt, dass das Ergebnis richtig ist. Natürlich wäre es noch schöner gewesen, wenn du den Weg zur Beschleunigung dazugeschrieben hättest Augenzwinkern

.

Für den kompletten Bremsweg hätte ich wie du die Bremszeit ausgerechnet (ich hab die selbe raus) und wäre dann über

auch zu den

gekommen.

Mit den jeweils gleichen Formeln kommen wir zu der Geschwindigkeit am Punkt ganzer Bremsweg minus Entfernung zwischen Startpunkt und Wand:

Jetzt würde ich (siehe Vorschlag am Anfang dieses Posts) eine Probe machen (Normalerweise würde ich als Probe keine Ungleichung angeben, weil es aber schon spät ist und ich schon ein bisschen müde bin, gebe ich mich damit zufrieden, nur eine Plausibilitätsprüfung zu machen. Ziel ist es, hier die gesuchten Größen anhand einer weit oben im Lösungsweg stehenden Formel - die noch möglichs wenig umgestellt ist - zu überprüfen):

Ich habe erwartet, dass bis zur Wand etwa die halbe Bremszeit vergeht. Ein knappes Drittel liegt davon nicht unplausibel weit weg und ich würde das Ergebnis jetzt doppelt unterstreichen und stehen lassen:

bandchef · Anmeldungsdatum: 04.12.2008 Beiträge: 839

danke für deine Bemühungen! Ich denke, die Aufgabe ist nun soweit gelöst!

danke, bandchef

dachdecker2

Gerne, keine Ursache smile

.