Eine U-Bahn hat eine max. zulässige Geschwindigkeit von 40 m/s und eine max. Beschleunigung von 2,0 m/s^2. Wie lange benötigt sie für eine Strecke von a)400 m?
Ich bin mir nicht sicher, wie ich hier rechnen soll, könnt ihr mir bitte helfen? LG und vielen dank!
1 Antwort
Zunächst erkundigst du dich mal, ob dein Physiklehrer Autist ist. Falls ja, kannst du ihm die Aufgabe mit der Bemerkung "unlösbar" zurückgeben. Denn über Geschwindigkeit und Beschleunigung während der 400 m gibt es keinerlei Angaben.
Falls dein Physiklehrer "normal" ist, meint er wohl, ohne es zu sagen, dass die 400 m mit max. Beschleunigung und Geschwindigkeit zurückgelegt werden.
Schule ist bei mir rund 50 Jahre her, sodass ich keine fertige Formel dafür habe. Daher würde ich erst mal eine Fallunterscheidung machen:
- Der Zug erreicht bis zum Ende der Stecke seine Höchstgeschwindigkeit gar nicht, sodass eine konstant beschleunigte Bewegung vorliegt.
- Der Zug erreicht seine Höchstgeschwindigkeit und ab dem Zeitpunkt liegt eine gleichförmige Bewegung vor.
Wie schätze ich das ab? Nun, ich errechne die Zeit bis zum Erreichen der Höchstgeschwindgkeit:
v=a*t, daraus folgt t=v/a und eingesetzt t=(40m/s)/(2m/s²) = 20 s.
In den 20 Sekunden legt der Zug s=½a*t²=½(2m/s²)*(20s)²=400m zurück.
Damit hat sich sie Sache auch schon erledigt, weil das eben genau die Steckenlänge ist. Bei 300 oder 500 Metern wären weitere Berechnungen fällig gewesen.
Was lernst du daraus?
- Der Lehrer ist zumindest bei Aufgabe a) noch recht nett.
- Vielleicht, dass du da auch selbst hättest drauf kommen können. Erst kommen Überlegungen über den Sachverhalt, erst danach Formeln.
Vielen Dank für deine ausführliche Antwort! Meinem Lehrer ist es dann zum Glück auch aufgefallen und dann war das lösen der Aufgabe kein Problem mehr :)