Ist diese Beschleunigungs-Rechnung richtig?

Hi. Ich habe mich mal spaßeshalber an eine Physikaufgabe gesetzt und bin mir nicht ganz sicher, ob ich diese richtig gerechnet habe.

Hier einmal die Aufgabenstellung:
Bei einer wissenschaftlichen Untersuchung beschleunigte ein Wanderfalke, der auf einer Höhe von 372 m flog, von 40km/h, um nach 16 Sekunden eine Taube auf einer Höhe von 38m über dem Erdboden zu schlagen. Die horizontale Distanz zwischen den Messpunkten betrug dabei 702m.

a) Berechne die mittlere Beschleunigung des Wanderfalken während seines Sturzfluges.
Hier einmal meine Rechnung:

Ich habe zur Überprüfung auch noch einmal ChatGPT gefragt.
Die Lösung von ChatGPT und mir stimmen nicht überein.
Hier der Lösungsansatz von ChatGPT:

Zunächst müssen wir die Endgeschwindigkeit des Wanderfalken berechnen, wenn er die Taube schlägt. Wir können die kinematische Gleichung verwenden:

v_f^2 = v_i^2 + 2ad

wobei v_f die Endgeschwindigkeit ist, v_i die Anfangsgeschwindigkeit, a die mittlere Beschleunigung und d die Entfernung zwischen den Messpunkten.

Da der Wanderfalke von 40 km/h auf Null beschleunigt, ist seine Anfangsgeschwindigkeit v_i = 40 km/h = 11.11 m/s. Die Entfernung zwischen den Messpunkten ist d = 702 m. Wir setzen diese Werte in die Gleichung ein und lösen nach v_f auf:

v_f^2 = (11.11 m/s)^2 + 2a(702 m)
v_f^2 = 123.21 m^2/s^2 + 1404a
v_f^2 - 1404a = 123.21 m^2/s^2
v_f^2 = 123.21 m^2/s^2 + 1404a
v_f = sqrt(123.21 m^2/s^2 + 1404a)

Als nächstes müssen wir die Zeit berechnen, die der Wanderfalke benötigt hat, um von einer Höhe von 372 m auf eine Höhe von 38 m zu fallen. Wir können die kinematische Gleichung verwenden:

d = v_it + 0.5a*t^2

wobei d die Höhendifferenz, v_i die Anfangsgeschwindigkeit, a die mittlere Beschleunigung und t die Zeit ist. Da die Anfangsgeschwindigkeit des Wanderfalken Null ist, vereinfacht sich die Gleichung zu:

d = 0.5at^2

Wir setzen die Werte ein und lösen nach t auf:

334 m = 0.5a(16 s)^2 334 m = 128a a = 2.61 m/s^2

Schließlich können wir die mittlere Beschleunigung des Wanderfalken während des Sturzfluges berechnen, indem wir v_f und v_i sowie die Zeit, die der Wanderfalke benötigt hat, um von 372 m auf 38 m zu fallen, kennen:

a = (v_f - v_i) / t
a = (sqrt(123.21 m^2/s^2 + 1404a) - 11.11 m/s) / 16 s
a = (sqrt(123.21 m^2/s^2 + 1404*2.61 m/s^2) - 11.11 m/s) / 16 s
a = 9.81 m/s^2

Die mittlere Beschleunigung des Wanderfalken während seines Sturzfluges beträgt 9.81 m/s^2, was der Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft entspricht.

Bild zum Beitrag
Bewegung, Schule, Mathematik, Geschwindigkeit, rechnen, Beschleunigung, Formel, Physik, Kinematik
Warum funktioniert meine EXCEL-Formel nicht korrekt (WENN-Formel)?

Hallo!

Ich erstelle aktuell eine Liste, mit der ich für unsere Mitarbeiter einen Tarif erstelle, der sich aus dem TVÖD-SuE ableitet. In meiner Tabelle habe ich nun für jeden Mitarbeiter den SuE-Wert berechnen lassen und möchte nun 13 Altersstufen mit prozentualer Steigung hinzufügen.

Folgende Altersstufen habe ich in einer weiteren Tabelle aufgelistet:

Nun habe ich für die Berechnung folgende Formel erstellt:

_____________

=WENN([@Alter]<'Tabelle Altersstufe'!$C$10;([@[Soll € / Std. TVöD]]*'Tabelle Altersstufe'!$D$10);

WENN(UND([@Alter]<='Tabelle Altersstufe'!$C$11;[@Alter]>='Tabelle Altersstufe'!$B$11);([@[Soll € / Std. TVöD]]*'Tabelle Altersstufe'!$D$11);

WENN(UND([@Alter]<='Tabelle Altersstufe'!$C$12;[@Alter]>='Tabelle Altersstufe'!$B$12);([@[Soll € / Std. TVöD]]*'Tabelle Altersstufe'!$D$12);

WENN(UND([@Alter]<='Tabelle Altersstufe'!$C$13;[@Alter]>='Tabelle Altersstufe'!$B$13);([@[Soll € / Std. TVöD]]*'Tabelle Altersstufe'!$D$13);

WENN(UND([@Alter]<='Tabelle Altersstufe'!$C$14;[@Alter]>='Tabelle Altersstufe'!$B$14);([@[Soll € / Std. TVöD]]*'Tabelle Altersstufe'!$D$14);

WENN(UND([@Alter]<='Tabelle Altersstufe'!$C$15;[@Alter]>='Tabelle Altersstufe'!$B$15);([@[Soll € / Std. TVöD]]*'Tabelle Altersstufe'!$D$15);

WENN(UND([@Alter]<='Tabelle Altersstufe'!$C$16;[@Alter]>='Tabelle Altersstufe'!$B$16);([@[Soll € / Std. TVöD]]*'Tabelle Altersstufe'!$D$16);

WENN(UND([@Alter]<='Tabelle Altersstufe'!$C$17;[@Alter]>='Tabelle Altersstufe'!$B$17);([@[Soll € / Std. TVöD]]*'Tabelle Altersstufe'!$D$17);

WENN(UND([@Alter]<='Tabelle Altersstufe'!$C$18;[@Alter]>='Tabelle Altersstufe'!$B$18);([@[Soll € / Std. TVöD]]*'Tabelle Altersstufe'!$D$18);

WENN(UND([@Alter]<='Tabelle Altersstufe'!$C$19;[@Alter]>='Tabelle Altersstufe'!$B$19);([@[Soll € / Std. TVöD]]*'Tabelle Altersstufe'!$D$19);

WENN(UND([@Alter]<='Tabelle Altersstufe'!$C$20;[@Alter]>='Tabelle Altersstufe'!$B$20);([@[Soll € / Std. TVöD]]*'Tabelle Altersstufe'!$D$20);

WENN(UND([@Alter]<='Tabelle Altersstufe'!$C$21;[@Alter]>='Tabelle Altersstufe'!$B$21);([@[Soll € / Std. TVöD]]*'Tabelle Altersstufe'!$D$21);

WENN([@Alter]>='Tabelle Altersstufe'!$B$22;([@[Soll € / Std. TVöD]]*'Tabelle Altersstufe'!$D$22);"Fehler in Formel")))))))))))))

_____________

Die Formel gleicht ab, in welcher Altersstufe sich der Mitarbeiter befindet. Dafür ist das Alter jedes Mitarbeiters ebenfalls in der Haupttabelle berechnet.

ERGÄNZUNG (Auszug aus Tabelle 1):

Rot eingerahmt sind die wichtigen Werte. Die Berechnungsgrundlagen bilden der Tarifstundenlohn, hier unter "Soll € / Std. TVöD" und das Alter. Unter "TVöD SuE + Alter / Std." befindet sich in jeder Zeile die obige Funktion, welche unverändert bleibt. Konfus ist, dass die ersten drei Berechnungen problemlos funktionieren und die vierte dann nicht. Obwohl zB das Alter 29 in der zweiten Zeile ebenfalls vorkommt. Vielleicht hat dadurch jetzt jemand eine Idee?

Bild zum Beitrag
Microsoft Excel, Microsoft Office, Formel
Kästchensumme von Tupel?

Hallo zusammen, könnte mir jemand bei dieser Aufgabe behilflich sein? Meine Lösungsansätze:

(i) Gegenbeispiel:

{1,2,3}  {4,5,6} = {1,2,3,4,5,6}

{4,5,6}  {1,2,3} = {4,5,6,1,2,3}

(ii) Die Gleichung gilt nicht für zwei verschiedene Tupel, da die Tupel gleich sein müssten, damit die Aussage richtig wäre. Tupel sind jedoch nur dann gleich, wenn sie gleich lang sind und ihre entsprechenden Komponenten gleich sind. Somit bräuchte man identische Tupel.

(iii) Hier komme ich nicht weiter. Ich muss irgendwie an das kartesische Produkt denken, womit man die Tupel als Mengen definieren könnte und so auf eine Lösung kommen. Allerdings kommt es ja gerade beim kartesischen Produkt auf die Reihenfolge an, wodurch es so sicher nicht zur Lösung beitragen würde...

Könnte mir vllt. jemand eine Rückmeldung geben?

Die Aufgabe:

Sind (a1, . . . , an) und (b1, . . . , bm) zwei Tupel von (reellen) Zahlen, so definieren wir deren Kästchensumme als (a1, . . . , an)  (b1, . . . , bm) := (a1, . . . , an, b1, . . . , bm). Die Kästchensumme nimmt also zwei Tupel und macht aus diesen ein neues Tupel, so wie auch die Addition zweier Zahlen wieder eine Zahl liefert. Nun können wir uns fragen, welche Eigenschaften die Kästchensumme hat.

(i) Zeigen Sie, dass die Gleichung (a1, . . . , an)  (b1, . . . , bm) = (b1, . . . , bm)  (a1, . . . , an) im Allgemeinen nicht stimmt, indem Sie ein Gegenbeispiel angeben.

(ii) Gilt obige Gleichung wenigstens für manche Tupel? Können Sie ein Beispiel von zwei verschiedenen Tupeln angeben, sodass obige Gleichheit erfüllt ist?

(iii) Definieren Sie selber eine Verknüpfung ~, welche aus zwei Tupeln von Zahlen ein weiteres Tupel von Zahlen macht (wie die Kästchensumme). Sorgen Sie hierbei dafür, dass Ihre Verknüpfung im Allgemeinen von den Tupeln abhängt (also zB. nicht konstant ist). Untersuchen Sie anschließend ebenfalls analog zur letzten Aufgabe, in welchem Rahmen die Gleichung (a1, . . . , an) ~ (b1, . . . , bm) = (b1, . . . , bm) ~ (a1, . . . , an) für beliebige Tupel (a1, . . . , an) und (b1, . . . , bm) gilt

Mathematik, Formel, lineare Algebra, Physik, Universität, Lineare Algebra 1

Meistgelesene Beiträge zum Thema Formel