Durchschnittsgeschwindigkeit berechnen Physik?

Die Aufgabe lautet:

Ein Motorradfahrer fährt in der Ebene 1 km mit 60 km/h. Nun kommt ein steiler, kurvenreicher Berg mit einer 1 km langen Steigung, die er nur mit 30 km/h bewältigen kann. Wie schnell müsste er nach dem Gipfel ein 1 km langes Gefälle herunterfahren, um eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 60 km/h halten zu können? (Die Geschwindigkeitswechsel seien als plötzlich angenommen.) Begründe Deine Antwort!

a) 75 km/h b) 90km/h c) 120km/h d) unendlich schnell

Der Lehrer meint 90km/h weil (60+90+30)/3=60km/h

Das ergibt für mich keinen Sinn, denn die Durchschnittsgeschwindigkeit wird ja berechnet, indem man die Gesamtstrecke durch die benötigte Zeit teilt. Im ersten Abschnitt braucht er 60s, im zweiten 120s. Soll er durchschnittlich 60km/h fahren, darf er für die Gesamtstrecke 180s brauchen. Die hat er ja aber schon nach den ersten zwei Abschnitten ausgeschöpft. Also müsste er im dritten Abschnitt unendlich schnell sein, damit die Zeit bei 180s bleibt. Wäre er im dritten Abschnitt 90km/h schnell, würde er in diesem Teil weitere 40s brauchen. Damit insgesamt für alle 3 Abschnitte 220s. Rechnet man dann die Durchschnittsgeschwindigkeit aus: 3000m/220s= 13,3636m/s = 49,09km/h.

Wo liegt mein Denkfehler oder gibt es keinen?

Im Anhang nochmal die Rechnungen, die meine These stützen sollen.

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Bewegung, Schule, Mathematik, Geschwindigkeit, Logik, Physik, Physiker
Orte eines Gipfels mittels Höhenprofils bestimmen.?

Wußtet ihr, daß Hühnerküken einen Bauchnabel haben?
Tja, was ich nicht weiß ist die Lösung folgender Aufgae

Einen Ansatz muss ich natürlich auch liefern, das ist ja klar

i) Also ich hätte jetzt einfach die partiellen Ableitung nach x,y und z gebildet.

dV/dx = y² + z² 3²

dV/dy = 2yx + e^(-yz) (-z)

dV/dz = 2zx³ + e^(-yz) (-y)

=> ∇ V (x,y,z) = (y² + 3z² x², 2xy+ ze^(-yz), 2zx³ - ye^-yz).

=> d/dt V (x,yz) = dV/dx * dV/dt + dV/dt * dy/dt + dV/dz * dz/dt

= (y² + 3z² x²) dx/dt + (2xy + ze^(-yz) dy/dt + (2zx³ - ye^(-yz)) dz/dt.

Jetzt ist das Problem, daß ich ja noch dx nach dt irgendwie unterbringen muss. Aber es taucht ja nirgendswo im Ausdrucke in "t" auf.
Unsere Tutorin meinte, dass x,y,z ja zeitabhängig sind und darin dann das t auftaucht. Als Hinweis hat sie uns noch an die Tafel geschrieben: dV/dt = dV/dx * dx/dt , wobei dx/dt = x' wär.
Ich bin verwirrt. Ich dachte dv/dx wär die Ableitung nach x.
Mir ist schon bewusst, daß wenn x,y und z zeitabhängig sind, dass dann so in die Richtung "Irgendwas mal t" geht, aber ich weiß nicht, wie ich das mathematisch ausdrücken soll.

ii) dh/dx = exp (-√(x-2,5)²+(y+3)² *(x-2,5)/√(x-2,5)²+(y+3)² - 0,2 (x+1,5)/√(x+1,5)²+(y-2)²

dh/dy = -exp (-√(x2,5)²+(y+3)² * (y+3)/√(x-2,5)²+(y+3)² - 0,2 (y-2)/√(x+1,5)²+(y-2)²

Jetzt wollen die aber bei dem Ort bestimme ne Koordinate hören.
Ich weiß aber nicht, was ich da einsetzen soll.
Google meint, man soll jetzt dh/dx und dh/dy schätzen bis x' = x+ Delta x und y' = y + Delta y und die Abstände infinitesmimal klein werden. Habt dann in dh/dx und dh/dy jeweils für (x,y) = (0,0), (1,1,) (-1,-1) und (3,3) eingesetzt. Kam ((-0,132802 ; -0,1146) , (-1,004 ; ,-0611), (-0,343 ; -0,118) und (0,010591; 2,55163) raus.
Und das ist ja auch nicht der wahre Hugo.

Mit freundlichen Grüßen,
Tobias Heinken

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Verstehe ich das richtig, dass man die CH3 und H-Atome die an den beiden C Atomen mit Doppelbindung dran sind jeweils um die Achse zu den C Atomen drehen kann?

Also die Drehbarkeit ist exakt um die Achse, die die CH3 und H-Atome mit den beiden C-Atomen in der Mitte (die mit Doppelbindung) verbindet, richtig?

Und dies ist ein Fall der KONFIGURATIONSisomerie und NICHT der Konformationsisomerie, weil durch Drehung an den Einfachbindungen KEINE Gleichheit der beiden Moleküle erreicht werden kann, richtig?

Wenn man durch Drehung um Einfachmoleküle Gleichheit der Moleküle erreicht, jhandelt es sich immer um Konformationsisomerie, aber nicht um Konfigurationsisomerie, richtig?

Und eine letzte Frage:

Kann es passieren, dass es ausreicht nur eine Valenzstrichformel wie oben von zwei Moleküle zu sehen, um zu beurteilen, ob Konformationsisomerie vorliegt? Ich denke, Konformationsisomerie kann man nie aus einer Valenzstrichformel sicher ableiten? Weil man einfach nicht weiß, welche Atome in die Blatt Eben hineingehen und welche rauszeigen.

ABER man kann Konfigurationsisomerie von Valenzstrichformeln ableiten, richtig? Weil man auch in der Valenzstrichformel sehen kann, we die Atome ungefähr angeordnet sind, sodass man einen sicheren räumlichen Unterschied sehen kann und somit Konfigurationsisomerie vorliegt und wenn man zum Beispiel eine Doppelbindung hat kann je nach Fall diese Information reichen um ausschließen zu können, dass durch Drehung um Einfachbindungen die Moleküle Gleichheit erreichen und somit keine Konformationsisomerie vorliegen kann (wie im obigen Beispiel mit Buten)?

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