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Beschleunigung und Strecke gegeben, Zeit gesucht


 
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Güte eines Schwingenden Systems :: Verhältnis der Massen von Saturn und Sonne  
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woupi



Anmeldedatum: 30.12.2009
Beiträge: 6

BeitragVerfasst am: So Sep 26, 2010 10:58 am    Titel: Beschleunigung und Strecke gegeben, Zeit gesucht Antworten mit Zitat

Hallo alle zusammen,
habe da ein grundsätzliches Problem, welches wahrscheinlich an Mathematik liegt.

Also ich habe
I. a=dv/dt und
II. v=ds/dt

wenn ich die zweite Gleichung in die erste einsetze komme ich auf

a=d^2s/dt^2

soweit klar.
Jetzt muss ich das ganze um stellen nach dt und dann integrieren.

dt^2=d^2s/a

und weiter

dt=sqrt(d^2s/a)

da to=0 habe ich auf der linken Seite nun das gesucht t stehen aber auf der rechten seite komme ich nicht weiter, da ich nicht weiß was ich mit dem

d^2s

machen muss.
Wer kann mir da mal ebend auf die Sprünge helfen.
Danke
mfg
woupi
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Hausmann



Anmeldedatum: 04.11.2009
Beiträge: 637

BeitragVerfasst am: So Sep 26, 2010 11:02 am    Titel: Antworten mit Zitat

Steckt ein physikalisches Problem dahinter und wenn ja: welches?
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woupi



Anmeldedatum: 30.12.2009
Beiträge: 6

BeitragVerfasst am: So Sep 26, 2010 11:08 am    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Hausmann, danke erstmal für die schnelle Antwort.
Ja es ist eine Aufgabe aus der Technischen Machanik.

In welcher Zeit legt ein mit a gleichmäßig beschleunigter Punkt einen Weg s zurück. S un a sind gegeben.

Wobei es mir im nicht um die Lösung geht, die richtige Formel habe ich(t=sqrt(2s/a) aber die Herleitung der gleichen bekomme ich nicht hin.

mfg
woupi
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Hausmann



Anmeldedatum: 04.11.2009
Beiträge: 637

BeitragVerfasst am: So Sep 26, 2010 12:02 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Vermutlich s(0) = 0 und v(0) = 0, also analog dem Freien Fall ( a ~ g). s = a/2 t² -> t. Oder [;a=\frac{dv}{dt}\rightarrow v=\int adt;] usw.
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woupi



Anmeldedatum: 30.12.2009
Beiträge: 6

BeitragVerfasst am: So Sep 26, 2010 12:39 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Hausmann,
ja genau so bin ich schlußendlich auch auf die Formel gekommen, die auch richtig ist.
Nur möchte der Prof ganz gerne das wir das übers Integral mit den beiden glaichungen V=ds/dt und a=dv/dt lösen und beweisen.

Da fehlt mir allerdings der Mathematische ansatz was ich mit dem d^2 in der umgestellten Formel

dt=sqrt(d^2s/a) mache.

mfg
woupi
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GvC



Anmeldedatum: 22.02.2009
Beiträge: 1388

BeitragVerfasst am: So Sep 26, 2010 4:49 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Von dieser richtigen Formel

Zitat:
a=d^2s/dt^2


auf diese zu kommen

Zitat:
dt=sqrt(d^2s/a)


ist einfach abenteuerlich. Welche mathematische Gesetzmäßigkeit steht dahinter?

Der Ausdruck

d²s/dt²

heißt nichts anderes als dass es sich um die zweite Ableitung des Weges nach der Zeit handelt, die als Beschleunigung a definiert ist. Wenn Du also einen Zusammenhang zwischen a, t und s herausbekommen willst, musst Du einfach die zweifache Ableitung "rückgängig" machen, also zweimal über der Zeit integrieren. Das ist besonders einfach, weil Du die Beschleunigung als konstant vorausgesetzt hast. Also

d²s/dt² = a

Einmal integriert:

ds/dt = a*t + K

Die erste Ableitung des Weges nach der Zeit heißt auch Geschwindigkeit. Die noch fehlende Integrationskonstante K ist also die Geschwindigkeit zum Zeitpunkt t = 0. Man bezeichnet sie im Allgemeinen mit v0. Also

ds/dt = a*t + v0

Nochmal integriert:

s = (1/2)*a*t² + v0*t + s0

Wobei die Integrationskonstante s0 der zum Zeitpunkt t=0 bereits zurückgelegte Weg ist. Nach Deiner Aufgabenstellung sind beide Integrationskonstanten v0 und s0 gleich Null (v0 = 0, s0 = 0). Also lautet die hergeleitete Formel für den Weg in Deiner Aufgabe

s = (1/2)*a*t²

Das brauchst Du nur nach t aufzulösen. Das Ergebnis kennst Du ja schon.
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woupi



Anmeldedatum: 30.12.2009
Beiträge: 6

BeitragVerfasst am: So Sep 26, 2010 5:11 pm    Titel: Antworten mit Zitat

@GvC,
Danke.
Das hat gefehlt und mir sehr weiter geholfen.
Very Happy
mfg
woupi
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