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Weg-Zeit-/Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz herleiten (Integral)
 
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Xeasnio



Anmeldungsdatum: 22.02.2014
Beiträge: 7

Beitrag Xeasnio Verfasst am: 24. Feb 2014 18:36    Titel: Weg-Zeit-/Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz herleiten (Integral) Antworten mit Zitat

Guten Tag,

die Aufgabe ist das Weg-Zeit-Gesetz und Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz über die Bedingung a = konstant durch Integralrechnung herzuleiten. Zusätzlich soll ich die physikalische Bedeutung der Integrationskonstanten erläutern.

Das herleiten der Gesetze ist relativ einfach, erläutern wieso die Integrationskonstanten die und die physikalische Bedeutung haben soll, nicht.

Ersichtlich ist mir, dass die Dimension gleich bleiben muss, daher kommt mir nur (bei zum Beispiel Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz) eine Geschwindigkeit oder eine dimensionslose Konstante in Frage.
Wieso ist es eindeutig, dass es die Anfangsgeschwindigkeit ist, abgesehen davon, dass es festgelegt ist. Würde man dies nicht wissen, wie soll man darauf kommen?
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5797
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 24. Feb 2014 19:38    Titel: Re: Weg-Zeit-/Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz herleiten (Integr Antworten mit Zitat

Xeasnio hat Folgendes geschrieben:
Ersichtlich ist mir, dass die Dimension gleich bleiben muss, daher kommt mir nur (bei zum Beispiel Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz) eine Geschwindigkeit oder eine dimensionslose Konstante in Frage.

Nein, eine dimensionslose Konstante käme nicht in Frage: Du hast eine Summe aus einer Geschwindigkeit und dieser Konstante, dann muss die auch die selbe Einheit haben. Also es muss eine Geschwindigkeit sein.
Xeasnio hat Folgendes geschrieben:
Wieso ist es eindeutig, dass es die Anfangsgeschwindigkeit ist, abgesehen davon, dass es festgelegt ist. Würde man dies nicht wissen, wie soll man darauf kommen?

Naja, die Formeln, die Du für Geschwindigkeit und Strecke raus bekommst, sind ja eigentlich Lösungen einer Differential-Gleichung. Solche allgemeinen Lösungen müssen immer durch Anfangsbedingungen zu speziell für die jeweilige Aufgabenstellung passenden Formeln festgelegt werden.
Wenn Du einmal integriert hast und weißt, dass das die Geschwindigkeit ist, diese Gleichung nimmst und die Anfangsbedingung v(0) = v0 einsetzt, dann steht es ja schon da. Genau so bei der Strecke.

Gruß
Marco
PhyMaLehrer



Anmeldungsdatum: 17.10.2010
Beiträge: 1085
Wohnort: Leipzig

Beitrag PhyMaLehrer Verfasst am: 24. Feb 2014 19:43    Titel: Antworten mit Zitat

Wenn du nach einmaliger Integration v = a * t + Integrationskonstante erhältst, wofür könnte denn diese Konstante stehen?

Im Spezialfall kann sie auch Null sein.

Wenn die Beschleunigung in der Schule eingeführt wird (war jedenfalls bei mir so), lernt man v = a * t, sagt aber dazu, daß diese einfache Gleichung gilt, wenn ... ??
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 24. Feb 2014 20:02    Titel: Antworten mit Zitat

Du hast die Geschwindigkeit nach allen Regeln der Kunst richtig hergeleitet;:



jetzt betrachte diese Gleichung mal für den Zeitpunkt t=0:





Links steht die Geschwindigkeit zum Zeitpunkt t=0, dann kommt ein Gleichheitszeichen und dann C. Das bedeutet doch wohl ganz offensichtlich, dass die Geschwindigkeit zum Zeitpunkt Null gerade C ist, oder dass umgekehrt C gleich ist der Geschwindigkeit zum Zeitpunkt Null. Die Geschwindigkeit zum Zeitpunkt Null kann man getrost und unmissverständlich als Anfangsgeschwindigkeit v0 bezeichnen, oder?
Xeasnio



Anmeldungsdatum: 22.02.2014
Beiträge: 7

Beitrag Xeasnio Verfasst am: 24. Feb 2014 21:43    Titel: Antworten mit Zitat

Ach vielen Dank, super verständlich.
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