Physikklausur Nr. 1

  • Benötige Hilfe

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  • Physikklausur Nr. 1

    Brauche unbedingt Hilfe bei erster (Problemarbeit) Physik.
    Habe mir die Arbeit aus dem letzten Jahrgang besorgt, da unser Lehrer meißt die selben Arbeiten nimmt.

    Sie sieht wie folgt aus:



    Seit 2 Tagen verzweifle ich nun an dieser Arbeit und komme kein Stück weiter ...!

    Wäre nett, wenn mir jemand helfen könnte!

    schonmal besten dank für eure Unterstützung.

    mfg
    PaNiomania
  • (1)
    v = at + v_0 -> v_0 = 0
    v = at
    15 m/s² = gt
    t_ges = (15 m/s²)/g = 1,529574319 s

    s = 0,5 a t² + v_0 t + s_0 -> v_0 = 0; s_0 = 0
    s_ges = 0,5 a t_ges² = 11,4718074 m

    (2 s_ges/3) = 0,5 g t_1²
    t_1 = sqrt((4 s_ges)/(3 g)) = 1,248892202 s
    Das von t_ges abgezogen ergibt die Zeit für das letzte Drittel der Fallstrecke: 0,280682116 s

    (s_ges/4) = 0,5 g t_2²
    t_2 = sqrt(s_ges/(2 g)) = 0,273936659 s
    v = a t_2 = 2,686400942 m/s

    Die andern Aufgaben kommen noch - editier ich dann...

    fu_mo

    € #1:

    (2)
    v = 36 km/h = 10 m/s

    v = a t + v_0
    10 m/s = a * 5s
    a = 2 m/s²

    a)
    s = 0,5 * 2 m/s² * 5² s² + 10 m/s * 50 s = 525 m

    b)
    0 = a * 3 s + 10 m/s
    a = -10/3 m/s²

    c)
    s = (-10/3 m/s²) * 0,5 * 3² s² + 10 m/s * 3 s = 75 m

    d)
    [...]

    € #2:

    (3)
    Mhh - also ich würd's jetzt mit Vektorrechnung machen - doch wirst du das vermutlich noch nicht können - in Anbetracht der Aufgaben :)
    Nee - hab' kA wie man das mit diesem Zusammensetzen von Kräften in den Klassen 8-10 gemacht hat^^

    (4)
    a)
    Also ich nehm mal an, dass du berechnen sollst, wie lange irgendein Teil des Zuges die Brücke berührt - also ab dem Zeitpunkt, wo nur das vordere Ende die Brücke berührt, bis zu dem Zeitpunkt, wo nur noch das hintere Ende die Brücke berührt - damit ist mein Weg 2200 m lang.
    s = 2200 m
    v = 20 m/s
    t = s/v = 110 s

    b)
    Hier würde ich an deiner Stelle den Lehrer erstmal nach der Arbeit "zukoin", dass da ja eigentlich eine Anfangsgeschwindigkeit fehlt - denn die 20 m/s stehen ja in a) und nicht generell bei Aufgabe 4 - weshalb sie eigentlich auch nur für a) gelten. Trotzdem würd' ich erstmal mit rechnen ;)

    0 = -0,5 m/s² * t + 20 m/s
    t = 40 s
    s = -0,25 m/s² * (40s)² + 20 m/s * 40 s - 100 m = 300 m

    (5)
    Also das solltest du aus meiner Sicht selbst auf die Reihe bekommen - is' ja jetzt nicht soo die Welt..
    (Bin grad zu faul, des in den Taschenrechner einzugeben ;))

    fu_mo
  • aii klasse, besten dank dafür ² fu_mo !
    Ich lern die Formeln auswendig und dann rule ich in der Physikarbeit (hoffentlich)

    Mal ne Frage, wie setzen sich diese Formeln wie beispielsweise "s = (-10/3 m/s²) * 0,5 * 3² s² + 10 m/s * 3 s" für den Bremsweg von Aufgabe 2 c) zusammen?

    Bei mir im Buch stehen lediglich die einfachen Formeln wie V=s/t;s=1/2at² usw.
  • Was für eine Schule und was für eine Klasse besuchst du?
    In deinem Buch stehen offensichtlich nur ein paar vereinfachte Formeln, die für die wenigsten Aufgaben so ausreichen - die vollständigen solltest du in jedem Tafelwerk finden - das wären so die wichtigsten, die mir da einfallen:

    gleichförmige Bewegung:
    s = vt + s_0

    gleichmäßig beschleunigte Bewegung:
    s = 0,5at² + v_0t + s_0
    v = at + v_0

    fu_mo
  • Ich besuche ein Gymnasium 11. Klasse ... X( In unserem buch steht beispielsweise statt s = v/t + s_0 einfach nur s = v/t (du hast geschr. s = vt + s_0 - heißt es nicht s = v DURCH t + s_0?)
    Also benutzt du lediglich die Formeln und setzt die gegeneben Größen dort ein?
    ich dachte du addierst 2 oder 3 Formeln und stellst sie um etz. ... !

    ... dann is es ja gar nicht soooo schwer ... !

    Eine weitere Frage:

    (s_ges/4) = 0,5 g t_2²
    t_2 = sqrt(s_ges/(2 g)) = 0,273936659 s
    v = a t_2 = 2,686400942 m/s

    Wie löst du das auf?
    Ich habs so gemacht:
    (s_ges/4) = 0,5 g t_2² | : 0,5 g
    (s_ges/4) : (0,5 g) = t_2² | wurzel
    Wurzel aus (s_ges/4): (0,5 g) = t_2

    wieso kommst du auf die 2g? -> t_2 = sqrt(s_ges/(2 g)) = 0,273936659 s

    ich komm da auf 0,38 nochwas ...

    Nr. 2c)

    s = (-10/3 m/s²) * 0,5 * 3² s² + 10 m/s * 3 s = 75 m
    Das dickgedruckte is verständlich, aber warum nimmst du für die Zeit 3 Sekunden und nicht 5 oder 50? Könntest du mir das nochmal erklären? Außerdem spuckt mir der Taschenrechner, wenn ich die Gleichung eingebe 15 m aus ... :/

    Nr. 4) a _> erkenn ich das richtig, dass da die Formel für eine unbeschleunigte Bewegung genommen wurde? also s = v*t umgestellt`? aber ist der Zug nicht gleichmäßig beschleunigt???



    könntest du bei der letzten Aufgabe mal "ein Beispiel" geben, wie ich sowas umrechne, habe das nicht ganz verstanden bei den Erklärungen meines Klassenlehrers

    Ich habe jetzt nochmal alles selbst versucht zu rechnen und habe bemerkt, dass ich eine große SChwäche habe ... ich habe ein Problem damit, zu erkennen, wann ich welche Formeln nehme muss... gibt's da einen Trick oder ähnliches?


    Ich weiss, alles n bisschen viel verlangt aber is ja für nen guten Zweck ;)
  • Paniomania schrieb:

    Ich besuche ein Gymnasium 11. Klasse ... X( In unserem buch steht beispielsweise statt s = v/t + s_0 einfach nur s = v/t (du hast geschr. s = vt + s_0 - heißt es nicht s = v DURCH t + s_0?)
    Also benutzt du lediglich die Formeln und setzt die gegeneben Größen dort ein?
    ich dachte du addierst 2 oder 3 Formeln und stellst sie um etz. ... !

    Also in deinem Buch steht mit Sicherheit nicht "s = v/t" - vllt. "v = s/t" ;)

    Die Formeln aus einem Buch würde ich persönlich auch nie verwenden - denn in einer Arbeit darfst du dein Buch nicht verwenden - weshalb ich Formeln immer nur dem Tafelwerk entnehmen würde.
    Dort findest du das vermutlich unter Translation. Gegliedert ist das dort dann in die gleichförmige Bewegung (gB) und in die gleichmäßig beschleunigte Bewegung (gbB).

    Ausgangsgleichung ist dabei jeweils die Gleichung für den zurückgelegten Weg:
    gB - s = v*t + s_0
    gbB - s = 0,5*a*t² + v_0*t + s_0
    Die Gleichung für die Geschwindigkeit bei der gbB ist eigentlich nur die erste Ableitung nach der Zeit der Gleichung für den zurückgelegten Weg.

    Paniomania schrieb:


    wieso kommst du auf die 2g? -> t_2 = sqrt(s_ges/(2 g)) = 0,273936659 s

    In der ersten Zeile multipliziere ich zuerst mit 2, wodurch auf der linken Seite s_ges/2 steht.
    Dann dividiere ich durch g, wodurch links s_ges/(2*g) steht.
    Dann ziehe ich die Wurzel.



    Paniomania schrieb:

    Nr. 2c)

    s = (-10/3 m/s²) * 0,5 * 3² s² + 10 m/s * 3 s = 75 m
    Das dickgedruckte is verständlich, aber warum nimmst du für die Zeit 3 Sekunden und nicht 5 oder 50? Könntest du mir das nochmal erklären?

    Weil in 2b gesagt wird, dass der Bremsvorgang 3s lang ist.

    Paniomania schrieb:

    Außerdem spuckt mir der Taschenrechner, wenn ich die Gleichung eingebe 15 m aus ... :/

    Also da ich jetzt grad absolut keinen Bock hab, das nachzurechnen, lass ich das jetzt. Vermutlich hast du ein paar Klammern vergessen..

    Paniomania schrieb:

    Nr. 4) a _> erkenn ich das richtig, dass da die Formel für eine unbeschleunigte Bewegung genommen wurde? also s = v*t umgestellt`? aber ist der Zug nicht gleichmäßig beschleunigt???

    In Aufgabe b ist er beschleunigt (negativ) - in a denk ich nicht...

    Paniomania schrieb:

    könntest du bei der letzten Aufgabe mal "ein Beispiel" geben, wie ich sowas umrechne, habe das nicht ganz verstanden bei den Erklärungen meines Klassenlehrers

    b) 1t + 0,5 Mg + 1520*10³kg

    1t sind 1000kg
    die Vorsilbe M (Mega) bedeutet eine Multiplikation mit 10^6
    die Vorsilbe k (Kilo) bedeutet eine Multiplikation mit 10^3

    1000kg + 0,5*10^6g + 1520000kg
    =1000kg + 0,5*10^3kg + 1520000kg
    =1000kg + 500kg + 1520000kg
    =1521500kg

    Ich persönlich würde das einfach in meinen Taschenrechner eingeben - der beherrscht die meisten herkömmlichen Vorsilben (G, M, k, m, µ, n :))

    fu_mo
  • In der ersten Zeile multipliziere ich zuerst mit 2, wodurch auf der linken Seite s_ges/2 steht.
    Dann dividiere ich durch g, wodurch links s_ges/(2*g) steht.
    Dann ziehe ich die Wurzel.


    Nochmal langsam ...

    (s_ges / 4) = 0,5 * a * t_2² | * 2 (mit dem Kehrwert mal nehmen)
    (s_ges / 4) * 2 = a * t_2 ² | / a bzw. g
    (s_ges / 4) *2 / a = t_2²


    (s_ges / 4) * 2 = (s_ges / 2) [durch die *2 kürzt sich die /4 zu /2?]

    Steh grad bisschen auf dem Schlauch X(

    der Rest is klar, bis auf Aufgabe Nr. 5 c) ...


    Jetz muss ich nurnoch herausfinden, wie ich G,M,k,m usw. in den Tascherechner eingebe ;)
    Habe den TI-84 Plus von Texas Instruments ...
    hast du vllt. ne Ahnung?
    Gebrauchsanweisung steht nix davon!
  • Müsst denk ich so stimmen.
    Von deinem TR hab'sch aber absolut keine Ahnung - bei meinem erhalte ich die Präfixe, indem ich erst auf shift und dann auf eine Zahl drück - halt die, bei der die jeweilige Abkürzung drüber steht ;)

    fu_mo

    €dit:
    Bei 5 c würde ich das erstmal alles als Bruch schreiben und dann immer weiter vereinfachen, bis ich die Basiseinheiten hab - also m, s, kg.
    Dann wirst du vermutlich recht gut rumkürzen können, bis am Ende eine Sinn ergebende Einheit rauskommt.

    Bei der 5 d würde ich persönlich nicht mit der Umrechnungszahl 1000, die man ja eigentlich von Kilo-, Mega- und Giga- gewohnt ist, sondern mit 1024 rechnen - wenn der Lehrer schon mal solche Einheiten nimmt ;P
  • Super, also brauch ich eigentlich nur 3 Formeln lernen:

    Gleichförmige Bewegung:
    s = vt + s_0


    Gleichmäßig beschleunigte Bewegung:
    s = 0,5at² + v_0t + s_0
    v = at + v_0

    woher weiß ich welche ich nehmen soll?
    Wenn z.B. nach einem Weg (Bremsweg oder Weg, der zurückgelegt wurde) gesucht ist, gilt immer s=0,5at² + V_0 * t + s_0?
    und gegebenfalls t (Zeit) mit V = at + v_0 berechnen (umgestellt) o. V= s/t?

    Gleichmäßig beschleunigte Bewegung ist, wenn ich einen Ball fallen lassen und die Erdanziehungskraft ständig auf ihn einwirkt,
    Könntest du mir jetz nochmal ein Beispiel für eine Gleichförmige bewegung geben? Verstehe den Unterschied nicht ganz ...!


    PS: s = (-10/3 m/s²) * 0,5 * 3² s² + 10 m/s * 3 s = 75 m
    ich krieg dort immer nur 15 m raus ! habs tausendmal verschieden eingegeben kommt immer dasselbe raus! HILFE plz ^^
  • Um mal zu Aufgabe 3 zu kommen, ich glaube, dass du da Kräfteparallelogramme zeichnen musst. Meine Nachhilfeschülerin ist in der 9. Klasse und hat das gerade genauso gelernt: Erst zeichnest du die verschiedenen Kräfte MAßSTABSGETREU in den richtigen Winkeln ein. Dann verarbeitest du F1 und F2 gemeinsam zu einen Parallelogramm und der Pfeil vom Ausgangspunkt zum gegenüberliegenden Eckpunkt beschreibt dann die aus diesen beiden Kräften resultierende Kraft, die wir mal kurz F4 nennen. Dann verarbeitest du die gerade erzeichnete Kraft, bzw. den entsprechenden Pfeil, und F3 zu einem Parallelogramm. Hier ist wiederum der Pfeil von Eckpunkt zu Eckpunkt die resultierende Kraft, diesmal die, die aus allen 3 Kräften resultiert.

    Ich hoffe ich konnte dir damit helfen,

    Palad :bing:


    PS: Die Gegenkraft müsste eigentlich genauso stark nur in die entgegengesetzte Richtung gerichtet sein, wenn mich meine prähhistorischen Physikkenntnisse nicht täuschen.
  • Paniomania schrieb:

    PS: s = (-10/3 m/s²) * 0,5 * 3² s² + 10 m/s * 3 s = 75 m
    ich krieg dort immer nur 15 m raus ! habs tausendmal verschieden eingegeben kommt immer dasselbe raus! HILFE plz ^^

    Also ich hab's grad mal im Rechner eingegeben und hab auch 15m rausbekommen - werd' mich halt da oben irgendwo verdibbt haben - sry..

    Zu der Sache mit der Unterscheidung der Bewegungsarten..

    Eine gleichförmige Bewegung zeichnet sich dadurch aus, dass sich der Betrag ihrer Geschwindigkeit nicht ändert. Wenn also ein Auto 100secs mit einer Geschwindigkeit von 50 m/s fährt und dabei weder bremst noch beschleunigt, ist das eine gleichförmige Bewegung.

    Eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung zeichnet sich dadurch aus, dass sich der Betrag der Geschwindigkeit ändert. Wenn ein Auto also von 0 auf 50 m/s gleichmäßig beschleunigt oder von 50 auf 0 m/s abbremst, handelt es sich um eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung.

    Eigentlich ist die Weg-Zeit-Gleichung der gleichförmigen Bewegung ein Spezialfall der Weg-Zeit-Gleichung der beschleunigten Bewegung - denn da a ja 0 ist, fällt der erste Summand weg. Übrig bleibt halt die Gleichung für die gleichförmige Bewegung.

    Bei manchen Aufgaben werden nun jedoch verschiedene Bewegungsarten zusammengesetzt, z.B. wenn ein Auto erst 10s mit 3m/s² beschleunigt und dann weitere 10s mit der erlangten Geschwindigkeit weiterfährt und du den Gesamtweg nach den 20s errechnen sollst.
    Dann errechnest du erstmal den ein den ersten 10s zurückgelegten Weg und die Geschwindigkeit am Ende aus. Dann berechnest du mit der errechneten Geschwindigkeit den in den letzten 10s zurückgelegten Weg aus und addierst die beiden Wege - du betrachtest also einfach die einzelnen Abschnitte für sich und fügst sie dann zusammen.

    Man kann auch alle Informationen in eine Gleichung packen, doch solltest du erstmal das oben genannte ohne Probleme auf die Reihe bekommen - zumindest aus meiner Sicht. In einer Gleichung wär's halt eleganter :)

    fu_mo
  • Jop stimmt schon,
    aber glaub unser Lehrer ist auch schon zufrieden, wenn ich das richtige Ergebnis und 2 Gleichungen stehen habe...!

    Könntest du mir nochmal erklären erklären wie Nr. 1) die letzte Aufgabe funzt?


    Sonst Hab ichs jetz echt gut verstanden, brauchs jetzt nurnoch festigen, indem ich die arbeit nochmal ALLEINE ausrechne und die 10² Zahlen usw. lerne -.-^ :P
    (Sprich Tera, Giga, Mega, Hekto, Deka, Dezi, Zenti, Milli, Mikro, Nano, Pico ,Femto )

    Big thx an dich!
    Wärst bestimmt 1A nachhilfelehrer! ;)

    Jetz weiß ich ja, an wen ich mich bei Physikhausaufgabenprobleme wenden kann!


    (4)
    b)
    Hier würde ich an deiner Stelle den Lehrer erstmal nach der Arbeit "zukoin", dass da ja eigentlich eine Anfangsgeschwindigkeit fehlt - denn die 20 m/s stehen ja in a) und nicht generell bei Aufgabe 4 - weshalb sie eigentlich auch nur für a) gelten. Trotzdem würd' ich erstmal mit rechnen

    0 = -0,5 m/s² * t + 20 m/s
    t = 40 s
    s = -0,25 m/s² * (40s)² + 20 m/s * 40 s - 100 m = 300 m


    Is übrigens falsch ;)
    S_ges. setzt sich nicht aus 2*100 sondern nur 1* 100 zusammen... und dann am Ende gilt:

    Ende des Zuges = Bremsweg - Zuglänge

    (laut schüler, der die arbeit geschrieben hat)
    bzw. berichtigung ;p!
  • Zum Beitrag von Palad:

    Ich denke auch, dass hier ein Kräfteparallelogramm zu zeichnen ist. Kann mich dungel an eine Physik-Klausur in der 11. erinnern. Dort mussten wir das auch zeichnen...
    Mal davon abgesehen glaube ich nicht, dass ihr die Aufgabe mit den Methoden der Technischen Mechanik (Teil 1, also Statik) lösen sollt, denn das hat man erst in einem betreffenden Studium :D

    Also lies dir den Beitrag nochmal durch, denn eine solche zeichnerische Lösung des Problems ist schnell gemacht ohne, dass man dabei vie nachdenken muss.

    mfg