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Geschwindigkeit
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Hofmann
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Anmeldungsdatum: 28.03.2009
Beiträge: 11

BeitragVerfasst am: 02 Apr 2009 - 12:12:16    Titel: Geschwindigkeit

Hi alle zusammen.

Wir schreiben Morgen eine Physik Klausur.

Ich blicke ziemlich gut durch aber hab ne Aufgabe dir wir nie gemacht haben und sowas aber trotzdem dran kommt. Sad

Aufgabe:

Eine Schlittenfahrerin fährt mit ihrem Schlitten einen Hang (=8°) von 200 Meter Länge hinab.

Welche Geschwindigkeit erreicht sie (Fgl=0,1)?


Ok, meine erste Frage dazu ist, was is die Abkürzung Fgl?
Also F ist ja Kraft, das weiß ich Smile

Ok bei dieser Aufgabe finde ich ° also der Grad verwirrend.

Geschwindigkeit ist ja a.

Wäre super wenn mir jemand ein Denkanstoß geben könnte.

mfg
Optimist71
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Anmeldungsdatum: 30.06.2006
Beiträge: 188
Wohnort: Oslo

BeitragVerfasst am: 02 Apr 2009 - 12:28:14    Titel:

Hallo,

Zitat:
(Fgl=0,1)? [...]
[...] Ok, meine erste Frage dazu ist, was is die Abkürzung Fgl?

Sieht mir ganz nach der Reibzahl (Gleitreibung) aus.

Zitat:
Ok bei dieser Aufgabe finde ich ° also der Grad verwirrend.

8 Grad Neigungswinkel. Diese Angabe ist bei solchen Schiefe-Ebene-Problemen immer dabei. Die brauchst Du, um die Hangabtriebskraft zu ermitteln.

Zitat:
Geschwindigkeit ist ja a.

Nein, das ist die Beschleunigung, die die Schlittenfahrerin von 0 auf vmax beschleunigt! vmax ist die Geschwindigkeit, die Du ermitteln sollst.

Hast Du denn eine Loesungsidee?

-- Optimist
Hofmann
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Anmeldungsdatum: 28.03.2009
Beiträge: 11

BeitragVerfasst am: 02 Apr 2009 - 12:34:24    Titel:

Nein, nicht wirklich Sad

Mmhh kannst du mir die Formel sagen?

Dann kann ich das ja mal probieren.

mfg
Optimist71
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Anmeldungsdatum: 30.06.2006
Beiträge: 188
Wohnort: Oslo

BeitragVerfasst am: 02 Apr 2009 - 13:10:01    Titel:

Ich geb' Dir mal ein wenig Hilfestellung.

Die Situation ist folgende: Die Skifahrerin startet auf der Piste mit Anfangsgeschwindigkeit v0 = 0. Wenn sie unten ankommt, hat sie 200 m zurueckgelegt. Da sie sich ja beschleunigt in Richtung Tal bewegt (sie faehrt kein Slalom, sondern geradeaus direkt ins Tal), muss man die Geschwindigkeit vmax, die sie am Ende der Strecke erreicht hat, mit Hilfe der Beschleunigung a und der Strecke l berechnen.

Die Strecke l = 200 m hast Du gegeben. Wie aber erhaeltst Du die Beschleunigung? Beschleunigung bedeutet, dass auf die Skifahrerin eine Kraft wirkt. Diese Kraft ist die Hangabtriebskraft Fh minus die Gleit-Reibungskraft Fr.

Kennst Du diese beiden Begriffe? Falls nein, sieh Dir am besten selbst einmal die Wikipedia-Seiten zu diesen Begriffen an. Falls ja, sag bescheid, dann koennen wir weitermachen. Die 8 Grad spielen fuer die Berechnung von Fh eine Rolle, und die Reibzahl fgl fuer die Berechnung von Fr.

Falls Du schon soweit bist, noch eine Zusatzfrage: Eine Angabe fehlt in der Aufgabenstellung, wenn Du Zahlen einsetzten willst um Fh zu berechnen. Welche?

-- Optimist
Hofmann
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Anmeldungsdatum: 28.03.2009
Beiträge: 11

BeitragVerfasst am: 02 Apr 2009 - 13:19:35    Titel:

Ok ich probiere es nun mal.

Kann etwas dauern Smile

Danke schon einmal




FEHLT DA NICHT DIE ZEITANGBAE? Oder die Anfangs bzw endbeschleunigung? Irgendwie sowas

Weil Geschwindigkeit v = s/t ???
Hofmann
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Anmeldungsdatum: 28.03.2009
Beiträge: 11

BeitragVerfasst am: 02 Apr 2009 - 13:46:26    Titel:

Sorry aber komme da nicht druff.

Soviel ich jetzt blicke fehlt mir zum berechnen der Beschleunigung ne zahl.

Weil es gibt a= v/t usw aber mir fehlt bei ner formel immer ne zahl.

werde wahnsinnig Very Happy
GvC
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Anmeldungsdatum: 16.02.2009
Beiträge: 3489

BeitragVerfasst am: 02 Apr 2009 - 13:52:52    Titel:

Einfacher wäre die Anwendung des Energieerhaltungssatzes:

Die potentielle Energie zu Beginn der Schlittenfahrt ist gleich der auf der Strecke s verbrauchten "Reibenergie" plus der kinetischen Enrgie am Ende der Schlittenfahrt. In letzterer ist die Geschwindigkeit enthalten (m*v²/2); die Gleichung lässt sich nach v auflösen. Mit diesem Ansatz braucht man nicht den Umweg über über die Zeit und Hangabtriebskraft zu machen und benötigt außer der Erdbeschleunigung g auch keine "Hangabtriebsbeschleunigung" a oder sowas.
Hofmann
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Anmeldungsdatum: 28.03.2009
Beiträge: 11

BeitragVerfasst am: 02 Apr 2009 - 13:56:32    Titel:

Das ist für mich grad alles chinesich.

Ich gebs lieber auf.

Bei der Klausur kommt halt das Thema Energie und Arbeit und das blicke ich auch.

Aber die Aufgabe is echt blöd
GvC
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Anmeldungsdatum: 16.02.2009
Beiträge: 3489

BeitragVerfasst am: 02 Apr 2009 - 14:11:35    Titel:

Aber genau das, nämlich "Energie" und "Arbeit" hab ich Dir doch gerade am Beispiel der Schlittenfahrt erklärt.
Optimist71
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Anmeldungsdatum: 30.06.2006
Beiträge: 188
Wohnort: Oslo

BeitragVerfasst am: 02 Apr 2009 - 14:12:35    Titel:

Hallo,

versuche erst einmal, die Beschleunigung a zu berechnen. Hinweis: Wenn die Kraft, die auf die Skifahrerin wirkt, konstant ist, so ist es auch die Beschleunigung! Siehe 2. Newtonsches Gesetz (Wikipedia): F = m*a.

Ich gebe Dir noch etwas mehr Hilfestellung. Wieso wird die Skifahrerin eigentlich beschleunigt bzw. welche Kraft ist fuer die Beschleunigung verantwortlich? Antwort: Die Gewichtskraft Fg der Skifahrerin. Und die errechnet sich aus Fg = m*g (g = 9,81 m/s^2: Erdbeschleunigung).

Speatestens jetzt ist eine Skizze hilfreich. Denn die Gewichtskraft wirkt auf die Skifahrerin in Richtung Erdmittelpunkt. Diese Kraft kann man aber zerlegen in einen Anteil senkrecht zum Hang (das ist die "Normalkraft" Fn) und einen Anteil parallel zum Hang (das ist die "Hangabtriebskraft" Fh). Mit Hilfe einer Skizze sieht man sofort, dass sich Fh = Fg * sin (8 Grad) und Fn = Fg * cos (8 Grad) ergeben.

Naechster Schritt: Die Kraft, die dafuer sorgt, dass die Skifahrerin sich bergab bewegt, ist natuerlich die Hangabtriebskraft Fh. Jetzt ist aber noch eine Reibzahl fgl gegeben, d.h. es wirkt eine Gleitreibungskraft die der Hangabtriebskraft entgegen wirkt. Die Beschleunigung ist also etwas kleiner aufgrund der Gleitreibung. Diese Reibungskraft berechnet sich zu Fr = Fn * fgl (Fn: Normalkraft, siehe oben).

Und die Beschleunigung? F = m*a, also a = F/m. Jetzt siehst Du, welche Groesse eigentlich fehlt, naemlich die Masse m der Skifahrerin. Aber wenn wir jetzt die Kraft, die wir oben berechnet haben, einsetzen, siehst Du, dass sich die Masse gerade heraushebt:

a = F/m = (Fh - Fr) / m = (m*g*sin(8 Grad) - (m*g*cos(8 Grad)*fgl) / m

also

a = g * (sin (8 Grad) - cos (8 Grad)*fgl)

Zwei wichtige Beobachtungen, bevor Du weiterrechnest:

1) Diese Beschleunigung ist konstant, also insbesondere die gleiche am Start und Ziel der Abfahrt.

2) Diese Beschleunigung ist von der Masse der Skifahrerin unabhaengig (wie es auch die Erdbeschleunigung g ist).

Stichwort fuer den Rest der Aufgabe: Bewegungslehre / gleichfoermig beschleunigte Bewegung!

-- Optimist
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