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11 Klasse Gymnasium - Kräfte - 2 Aufgaben
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Falke
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Anmeldungsdatum: 16.02.2006
Beiträge: 4
Wohnort: Essen

BeitragVerfasst am: 16 Feb 2006 - 17:06:44    Titel: 11 Klasse Gymnasium - Kräfte - 2 Aufgaben

Hallo Leute!

Ich habe heute in Physik folgende Aufgaben aufbekommen, und wollte euch fragen, ob ich richtig gerechnet habe (Besprechung der HAs finden bei uns nicht regelmäßig statt).

1) Die Schubdüsen eines Space Shuttles haben eine Schubkraft von 31 000 kN. Die Gesamtmasse des Shuttles (einschl. der Trägerraketen) beträgt: 2,04 * 10^6 kg.

a) Wie groß ist die Beschleunigung, die das Shuttle beim Start entwickelt?

Meine Rechnung: F=ma <=> 31000000=2040000a <=> a=15,2

Die Beschleunigung beträgt also 15,2 m/s^2

b) Nach 2 min und 40 s werden die ausgebrannten Trägerraketen abgeworfen. Welche Höhe hat das Shuttle zu diesem zeitpunkt erreicht, wenn man von einer konstanten Beschleunigung ausgeht?

Meine Rechnung: s=0,5 * 15,2 * 160^2 die 160 Sekunden ergeben sich aus 2min40)

<=> s=194560
Also befindet sich das Shuttle auf einer Höhe von 194,560 Kilometern nach 2Min40Sek.




2.Aufgabe:

In einem Fahrstuhl steh eine Person auf einer Badezimmerwaage. Im Stand zeigt die Waage 70 kg an, beim Anfahren 55 kg und beim Abbremsen 80 kg.

a) In welcher Richtung und mit welcher Beschleunigung fährt der Aufzug an bzw. bremst er?

Meine Rechnung:
ER FÄHRT ABWÄRTS

beschleunigung zum Anfahren: F (Gewichtskraft)=mg <=> 50=70g <=> g= 0,7 m/s^2

beschleunigung zum abbremsen: F(Gewichtskraft)= mg <=> 80=55g <=>1,5 m/s^2


ich wäre euch sehr dankbar, wenn ihr mir sagen könntet, ob/was ich irgendwo falsch gemacht habe.

gruß
daniel
someDay
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Anmeldungsdatum: 04.09.2005
Beiträge: 3889

BeitragVerfasst am: 16 Feb 2006 - 17:19:00    Titel:

Ist richtig, denke ich.

sD.
armchairastronaut
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Anmeldungsdatum: 31.10.2005
Beiträge: 6744
Wohnort: Colonia Claudia Ara Agrippinensis

BeitragVerfasst am: 17 Feb 2006 - 09:47:13    Titel:

someDay hat folgendes geschrieben:
Ist richtig, denke ich.

sD.


Ich fürchte hingegen, die sind beide falsch:

Zitat:

1) Die Schubdüsen eines Space Shuttles haben eine Schubkraft von 31 000 kN. Die Gesamtmasse des Shuttles (einschl. der Trägerraketen) beträgt: 2,04 * 10^6 kg.

a) Wie groß ist die Beschleunigung, die das Shuttle beim Start entwickelt?

Meine Rechnung: F=ma <=> 31000000=2040000a <=> a=15,2

Die Beschleunigung beträgt also 15,2 m/s^2


Da musst du aber noch die Fallbeschleunigung abziehen, somit bleiben nur noch 15,2-9,81=5,39m/s² übrig. (Du musst von der Schubkraft die Gewichtskraft abziehen und die Differenz in die Rechnung einbauen.)

Zitat:

b) Nach 2 min und 40 s werden die ausgebrannten Trägerraketen abgeworfen. Welche Höhe hat das Shuttle zu diesem zeitpunkt erreicht, wenn man von einer konstanten Beschleunigung ausgeht?

Meine Rechnung: s=0,5 * 15,2 * 160^2 die 160 Sekunden ergeben sich aus 2min40)

<=> s=194560


Hier ist nur ein Folgefehler. Wenn du die korrekte Beschleunigung einsetzt, kommt auch das raus, was der Aufgabensteller wollte.

Kleine Randbemerkung: die Beschleunigung bleibt natürlich nicht konstant, weil das Gewicht ständig abnimmt. Aber das war dem Aufgabensteller ja egal.
Zitat:

2.Aufgabe:

In einem Fahrstuhl steh eine Person auf einer Badezimmerwaage. Im Stand zeigt die Waage 70 kg an, beim Anfahren 55 kg und beim Abbremsen 80 kg.

a) In welcher Richtung und mit welcher Beschleunigung fährt der Aufzug an bzw. bremst er?

Meine Rechnung:
ER FÄHRT ABWÄRTS

das stimmt.
Zitat:

beschleunigung zum Anfahren: F (Gewichtskraft)=mg <=> 50=70g <=> g= 0,7 m/s^2

nicht ganz. m*a=55*g [N] <=> a=g*55/70=7,71 [m/s²]
Das ist die gefühlte Beschleunigung. Da kommt aber wieder die Fallbeschleunigung ins Spiel. Effektiv sind nur g-a=9,81-7,71=2,1[m/s²]
Zitat:

beschleunigung zum abbremsen: F(Gewichtskraft)= mg <=> 80=55g <=>1,5 m/s^2

m*a=80*g <=> a=g*80/m=g*80/70=11,21 [m/s²]
Das ist wieder nur die gefühlte Beschleunigung. Effektiv sind wieder nur
a-g=11,21-9,81=1,4m/s²

Erklärung: Die Waage zeigt jedesmal ein m' an, was zu einer gemessenen Gewichtskraft von m*a führt. In "a" siehst du also jeweils deine gefühlte Fallbeschleunigung. Angenommen, du liest 55kg ab, dann wäre dein Gewicht auf der Erde eben 55*g [N]. Da du weißt, dass deine Masse aber m=70kg beträgt (das siehst du ja im unbeschleunigten Zustand), gilt also: m*a=m'*g. Da setzt du dann für m deine Ruhemasse an und für m' den abgelesenen Wert. Das Genaze nach a aufgelöst gibt dir die gefühlte Fallbeschleunigung, und da musst du eben im Geiste noch die "echte" Fallbeschleuigung mit einbeziehen, denn die wirkt ja weiterhin.
Falke
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Anmeldungsdatum: 16.02.2006
Beiträge: 4
Wohnort: Essen

BeitragVerfasst am: 17 Feb 2006 - 17:48:54    Titel:

hi,

danke für deine umfangreiche antwort! Smile
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