Physik?

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Bewegungsgleichung des Radfahrers (RF):

Da der Radfahrer mit konstanter Beschleunigung startet, lautet seine Bewegungsgleichung:

x_RF(t) = 1/2 \* a \* t^2

mit:

x_RF(t): Ort des Radfahrers zur Zeit t

a: Beschleunigung = 2,50 m/s^2

t: Zeit

Bewegungsgleichung des Läufers (L):

Da der Läufer mit konstanter Geschwindigkeit läuft, lautet seine Bewegungsgleichung:

x_L(t) = v \* t + x_0

mit:

x_L(t): Ort des Läufers zur Zeit t

v: Geschwindigkeit = -7,50 m/s (negativ wegen entgegengesetzter Richtung)

t: Zeit

x_0: Anfangsort = 90,0 m

Zeitpunkt des Aufeinandertreffens (t₁):

Setze x_RF(t) = x_L(t) und löse die Gleichung für t:

1/2 \* a \* t^2 = v \* t + x_0

1/2 \* 2,50 m/s^2 \* t^2 = -7,50 m/s \* t + 90,0 m

1,25 \* t^2 + 7,50 \* t - 90,0 = 0

t = (-7,50 \* 1) \* (1/1,25)

t₁ = 6 s

Geschwindigkeit des Radfahrers zum Zeitpunkt t₁:

v_RF(t₁) = a \* t₁

v_RF(t₁) = 2,50 m/s^2 \* 6 s

v_RF(t₁) = 15,0 m/s

b)

Bewegungsgleichung des Radfahrers nach dem Bremsvorgang (t > t₂):

x_RF(t) = 1/2 \* a \* (t - t₂)^2 + x_RF(t₂)

mit:

x_RF(t): Ort des Radfahrers zur Zeit t

a: Beschleunigung = -5,00 m/s^2 (negativ wegen des Bremsvorgangs)

t₂: Zeitpunkt des Beginns des Bremsvorgangs = t₂ = 20 m/s / 2,50 m/s^2 = 8 s

x_RF(t₂): Ort des Radfahrers zum Zeitpunkt t₂ = x_RF(t₂) = 1/2 \* 2,50 m/s^2 \* (8 s)^2 = 80,0 m

t: Zeit

Ort des Radfahrers zu den Zeiten t = 4 s und t = 10 s:

x_RF(4 s) = 1/2 \* (-5,00 m/s^2) \* (4 s - 8 s)^2 + 80,0 m = 60,0 m

x_RF(10 s) = 1/2 \* (-5,00 m/s^2) \* (10 s - 8 s)^2 + 80,0 m = 55,0 m

Zeitpunkt des Tempo von 0 m/s und zurückgelegter Weg:

v_RF(t) = a \* (t - t₂) + v_RF(t₂)

mit:

v_RF(t): Geschwindigkeit des Radfahrers zur Zeit t

a: Beschleunigung = -5,00 m/s^2 (negativ wegen des Bremsvorgangs)

t₂: Zeitpunkt des Beginns des Bremsvorgangs = t₂ = 20 m/s / 2,50 m/s^2 = 8 s

rein mathemaisch betrachtet würde sich der radfahrer nicht bewegen, weil 0 mal 2,5 hoch 2 immernoch null ist.