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Beginn vom Thema "Bewegung"
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| Geschwindigkeit eines Elektrons auf Kreisbahn :: Welche Gravitationskräft wirken in einer Zentrifuge? |
| Autor |
Nachricht |
Raven
Anmeldedatum: 20.09.2010 Beiträge: 5
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Verfasst am: Mo Sep 20, 2010 5:39 pm Titel: Beginn vom Thema "Bewegung" |
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Guten Tag!
Es ist mir fast schon peinlich, ein solches Problem im Internet zu schildern, aber ich weiß einfach nicht weiter.
Und zwar hinke ich total im Thema Bewegung (11. Klasse) zurück und hab seit Beginn eigentlich garnichts so wirklich verstanden.
Ich hoffe, dass sich Jemand ein paar Minuten Zeit nimmt, und mir alles noch einmal erklären kann.
Ich fange einfach mal mit dem Grundwissen an:
Da wären dann die Variablen für Strecke, Zeit, Beschleunigung und Geschwindigkeit.
t= Zeit
s= Strecke
Bei dem Rest wird es schon problematisch
Ich bin mir sicher, noch die Variablen v und a zu kennen, oder?
Weiter geht es bei den Formeln.
In meinem Heft & Buch wird mit den Begriffen "gleichförmige Bewegung" und "gleichmäßig beschleunigte Bewegung" um sich geworfen, dazu gibt es dann auch mehrere Formeln für v.
Für die gleichförmige Bewegung kenne ich z.B. die Formel v = s/t, für die gleichmäßig beschleunigte Bewegung v = a*t.
Hört sich ja alles ganz schön an, wenn man wenigstens ein bisschen Ahnung hat.
Kann mir Jemand einen Crashkurs geben?
Oder vielleicht einfach alle Formeln aufschreiben bzw wofür sie da sind.
Das würde mir wohl schon helfen.
Von den Aufgaben zu dem Thema brauch ich wohl garnicht erst anzufangen, wenn ich das schon nicht verstehe.
Entschuldigung und danke im Vorraus,
Raven |
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GvC
Anmeldedatum: 22.02.2009 Beiträge: 1388
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Verfasst am: Mo Sep 20, 2010 6:48 pm Titel: |
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Gleichförmige Bewegung heißt: Bewegung mit Geschwindigkeit v = const. Dafür gilt die Formel
s = v*t +s0
die man beliebig nach einer der drei Größen umstellen kann.
Dabei ist s0 die zum Zeitpunkt t = 0 bereits gefahrene Strecke. Bei den meisten Aufgaben ist s0 = 0.
Beispiel für gleichförmige Bewegung: Autofahrt auf der Autobahn mit konstanter Geschwindigkeit. Wenn Du zwei der drei Größen kennst, kannst Du die dritte ausrechnen.
Gleichförmig beschleunigte Bewegung heißt: Bewegung mit Beschleunigung a = const. Dafür gelten die Formeln
s = (1/2)*a*t² + v0*t + s0
und
v = a*t + v0
Dabei sind v0 und so die Anfangsgeschwindigkeit und die Anfangsstrecke zur Zeit t = 0. Im einfachsten Fall sind v0 und s0 beide Null.
Beispiel für gleichmäßig bescheunigte Bewegung: Autostart (z.B. "von 0 auf 100" in einer bestimmten Zeit) oder auch Abbremsen (negative Beschleunigung) |
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Raven
Anmeldedatum: 20.09.2010 Beiträge: 5
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Verfasst am: Mo Sep 20, 2010 7:44 pm Titel: |
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Guten Abend GvC,
danke für deine Antwort.
Bis hierher habe ich alles verstanden.
Wenn ich mir meine Aufgaben ansehe, bin ich aber teilweise immernoch etwas ratlos.
Eine lautet:
Ein Auto bremst in 150m von 100 km/h auf 70km/h ab.
Welche negative Beschleunigung braucht das Auto?
Wenn die Fragestellung nicht so seltsam wär, hätte ich einfach mal behauptet, die Beschleunigung ist gleich -30.
Das ist ja aber scheinbar nicht richtig.
Wie könnte ich das Ganze denn am besten in einer Rechnung verpacken?
Eigentlich bleibt ja kaum eine Möglichkeit, außer noch die beiden angegebenen Geschwinditkeiten - also 100km/h und 70 km/h - irgendwie zusammenzustecken.
Mit welcher Rechnung geh ich denn an die Sache ran?
Ich bin total am verzweifeln, krieg ich einen Denkanschwung
Ich editiere mal, mir ist da 'ne Idee gekommen.
Wenn ich diese Formel benutze:
v=a*t+v0
Würde das dann nicht in etwa so aussehen?
70km/h = a * (70 - 100/a) +100 |
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GvC
Anmeldedatum: 22.02.2009 Beiträge: 1388
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Verfasst am: Di Sep 21, 2010 12:13 am Titel: |
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Du hast eine gleichmäßig beschleunigte (verzögerte) Bewegung. Dafür habe ich Dir zwei Formeln gegeben. In diesen Formeln ist bekannt
s = 150m
v = 70km/h = 19,44m/s
v0 = 100km/h = 27,78m/s
Unbekannt sind zunächst die Zeit t und die Beschleunigung a. Aus zwei Gleichungen mit zwei Unbekannten sollten sich die beiden Unbekannten wohl errechnen lassen. Wenn Du alles richtig machst, bekommst Du für a einen negativen Wert, also eine negative Beschleunigung, was gleichbedeutend mit einer Verzögerung (Abbremsung) ist. |
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Raven
Anmeldedatum: 20.09.2010 Beiträge: 5
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Verfasst am: Di Sep 21, 2010 3:52 pm Titel: |
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Hallo GvC,
bis zu einem bestimmten Punkt würde ich es so machen:
t= v/a
s=(1/2) a * t²
Kann ich diese Formel so stehen lassen, oder musse ich noch den Rest
---> s= (1/2) a * t² + v0* t + s0
hinten ranhängen?
In meinem Heft steht der zweite Teil nirgends.
Entsprechend würde ich es dann so einsetzen:
150= (1/2) a * (19,44/a)²
oder
150= (1/2) a * (19,44/a)² + 27,78 * (19,44/a)
Oder ist der ganze Ansatz bis hier schon wieder falsch? =/
Danke im Vorraus,
Raven |
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GvC
Anmeldedatum: 22.02.2009 Beiträge: 1388
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Verfasst am: Di Sep 21, 2010 5:11 pm Titel: |
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| Raven hat Folgendes geschrieben: | | 150= (1/2) a * (19,44/a)² + 27,78 * (19,44/a) |
Nee, das ist nicht richtig, denn Du hast nicht die vollständigen Gleichungen verwendet. Warum machst Du nicht das, was ich dir in meinem vorigen Beitrag gesagt habe? Was aber zusätzlich ganz grob falsch ist: Bei Deiner Gleichung fehlen die Einheiten. Die musst Du mitschreiben (und mitrechnen). Dabei siehst Du schon, dass es auf Deine Art und Weise etwas unübersichtlich wird. Viel besser wird es, wenn Du die Lösung zunächst allgemein bestimmst, das erspart 'ne Menge Schreibarbeit und Fehlermöglichkeiten. Die beiden Gleichungen für die gleichförmig beschleunigte Bewegung musst Du immer vollständig hinschreiben. Über eventuelle Vereinfachungen machst Du Dir erst im nächsten Schritt Gedanken. Also zunächst
(1) s = (1/2)*a*t² + v0*t + s0
(2) v = a*t + v0
Deine erste Überlegung muss sein: Gibt es eine Anfangsgeschwindigkeit v0 und einen zurückgelegten Weg s0 zur Zeit t = 0? Diese Information erhältst Du immer aus der Aufgabenstellung. Im vorliegenden Fall: v0 = 100km/h, s0 = 0. Damit heißen die Gleichungen jetzt
(1) s = (1/2)*a*t² + v0*t
(2) v = a*t + v0
(Dabei ist v die nach der Zeit t erreichte Geschwindigkeit; die ist gegeben)
(2a) t = (v-v0)/a
Hier hattest Du einen groben Fehler in deiner Rechnung.
Einsetzen in 1:
s = (1/2)*a*(v-v0)²/a² + v0*(v-v0)/a
Im ersten Summanden kürzt sich einmal das a raus:
s = (1/2)*(v-v0)²/a + v0*(v-v0)/a
Da Du die Beschleunigung a berechnen sollst, musst Du diese Gleichung nach a auflösen. Das machst Du, indem Du die ganze Gleichung durch s dividierst und mit a multiplizierst (s auf die rechte Seite, a auf die linke Seite bringen).
a = (1/2)*(v-v0)²/s + v0*(v-v0)/s
Nun multiplizierst Du auf der rechten Seite erstmal aus:
a = (1/2)*(v²-2vv0+v0²)/s +(vv0-v0²)s
a = ((1/2)v² - vv0 + (1/2)v0²)/s + (vv0 -v0²)/s
Zusammenfassen (-vv0+vv0 hebt sich auf):
a = (v²/2 + v0²/2 - v0²)/s = (v²/2 - v0²/2)/s
---> a = (v²-v0²)/2s
Jetzt erst solltest Du die gegebenen Werte (Zahlenwert mal Einheit) einsetzen. |
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Raven
Anmeldedatum: 20.09.2010 Beiträge: 5
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Verfasst am: Di Sep 21, 2010 6:15 pm Titel: |
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Hallo GvC,
danke für deine Lösung.
Habe mir das Ganze jetzt 'ne knappe Stunde angeguckt, und kann es soweit nachvollziehen.
Bloß bei der einen Stelle zum Schluss hapert's:
a = (v²/2 + v0²/2 - v0²)/s = (v²/2 - v0²/2)/s
Das ist zwar eher Mathe, aber mein Kopf raucht.
Wieso wird aus v0²/2 - v0² ===> -v0²/2?
Habe die Rechnung verstanden, wenn ich ehrlich bin, bin ich mir aber nicht wirklich sicher, ob ich das alleine auch hinbekommen würde.
Wäre es nicht eine Möglichkeit, einfach die umgeformten Formeln wie a = (v²-v0²)/2s auswendig zu lernen?
So bräuchte ich nicht immer umformen.
Oder ist es auf jedenfall notwendig, die Standardformeln selbst umformen zu können?
Danke im Vorraus,
Raven |
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GvC
Anmeldedatum: 22.02.2009 Beiträge: 1388
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Verfasst am: Di Sep 21, 2010 6:38 pm Titel: |
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| Raven hat Folgendes geschrieben: | | Wieso wird aus v0²/2 - v0² ===> -v0²/2? |
Bei mir und anderen gilt: "ein Halbes" minus "ein Ganzes" ist "minus ein Halbes". Klammere doch mal v0² aus, dann hast du
v0²/2 - v0² = v0²((1/2)-1) = v0²*(-1/2) = -v0²/2
| Raven hat Folgendes geschrieben: | | Wäre es nicht eine Möglichkeit, einfach die umgeformten Formeln wie a = (v²-v0²)/2s auswendig zu lernen? |
Wenn Du so viel Speicherplatz im Gehirn frei hast, bitteschön! Das wäre ja nicht die einzige Formel, die du Dir merken müsstest. Es hängt von der Aufgabenstellung, also von den gegebenen und den gesuchten Größen ab, wie Du die beiden Bewegungsgleichungen umformst. Wenn Du immer nur dieselbe Aufgabe rechnen willst, dann ist das ok. Ich fürchte nur, auf diesen Wunsch wird Dein Lehrer nicht eingehen. Das ist doch gerade das Schöne, dass man sich in der Physik auf ein paar einfache Grundgesetze beziehen kann, die man je nach Problemstellung umstellt.
Im Übrigen macht man die Umformung normalerweise in zwei oder maximal drei Zeilen, ich hab' es für Dich als Anfänger nur etwas ausführlicher getan. |
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Raven
Anmeldedatum: 20.09.2010 Beiträge: 5
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Verfasst am: Di Sep 21, 2010 7:19 pm Titel: |
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"ein Halbes" minus "ein Ganzes" ist "minus ein Halbes" leuchtet ein, ja.
Da hatte ich wohl einfach ein Brett vor'm Kopf.
Zu dem Rest:
Das stimmt wohl, ich werde es wohl oder übel verstehen müssen.
Bei dieser Aufgabe muss ich die Zahlen jetzt ja nur noch einsetzen, das wird wohl kein Problem.
Allerdings hab ich noch eine andere Aufgabe, die werde ich morgen selbst probieren und meine Lösung evtl. posten.
Bis hierher erstmal danke für deine Bemühungen, hat mir geholfen! |
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