Aufgaben Geschwindigkeit 01T

Staatsinstitut für die
Ausbildung von
Fachlehrern, Abt. IV
Datum:
Physik (T)
Name:
Aufgaben zur Bewegungslehre
1. Ein Körper bewegt sich längs eines Weges s mit zeitlich nicht konstanter Geschwindigkeit.
Seine höchste Geschwindigkeit während dieser Bewegung ist v1, seine geringste Geschwindigkeit
ist v2.
a) Wie ist die mittlere Geschwindigkeit v (Durchschnittsgeschwindigkeit v) dieser
ungleichförmigen Bewegung definiert?
b) Welche Beziehung besteht zwischen v1 und v, bzw. zwischen v2 und v?
2. Ein Lieferwagen fährt auf einer Bundesstraße. Seine
Bewegung ist im t-s-Diagramm dargestellt.
a) Erläutern Sie die Bewegung in ihren einzelnen
Abschnitten!
b) Berechnen Sie die Geschwindigkeiten aus den
Diagrammdaten!
m
um!
s
m
km
c) 36
d) 0,052
min
s
3. Rechnen Sie folgende Einheiten in
a)
3,22
km
h
b) 0,2
cm
s
4. Rechnen Sie um!
cm
km
in
s
min
km
5. Der Pkw A fährt mit der Geschwindigkeit vA = 72
.
h
m
Kann ein Pkw B mit der Geschwindigkeit vB = 20 das Fahrzeug A überholen?
s
a)
20
m
km
in
s
h
b) 36
cm
km
in
s
h
c) 880
6. Ein Lkw fährt auf der Autobahn eine s = 22 km lange Teilstrecke mit der zeitlich konstanten
Geschwindigkeit v. Der Fahrer stellt fest, dass er für diese Fahrt die Zeit t = 15 min benötigte.
Berechnen Sie die Geschwindigkeit in
km
!
h
7. Ein Radfahrer legt in der Zeit t = 30 min den Weg s = 7,5 km zurück. Einige Wegabschnitte
führen bergauf, andere Wegabschnitte führen bergab
a) Berechnen Sie die mittlere Geschwindigkeit v in
km
m
und in !
h
s
b) Weshalb wird hier in a) nach der „mittleren“ Geschwindigkeit und nicht einfach nach der
Geschwindigkeit gefragt?
8. Ein Pkw fährt auf der Autobahn mit der zeitlich konstanten Geschwindigkeit v = 130
km
.
h
Berechnen Sie die Strecke s, die der Pkw während der Zeit t = 6 min zurücklegt!
9. Ein Zug fährt mit der Geschwindigkeit v = 72
km
über eine Brücke. Die Länge des Zuges ist
h
sZ = 300 m, die Länge der Brücke beträgt sB = 200 m.
Berechnen Sie die Zeit t, während sich Teile des Zuges auf der Brücke befinden!
10. Die Erde bewegt sich um die Sonne näherungsweise auf einer Kreisbahn mit dem Radius
r = 1,5  10 8 km . Für einen vollen Umlauf um die Sonne benötigt die Erde die Zeit t = 365,24 d
(d = 1 Sonnentag d.h. 24 h).
Berechnen Sie die mittlere Geschwindigkeit v der Erde in
km
!
s
11. Ein Schleifstein mit dem Durchmesser 20 cm rotiert mit n = 1200 min-1.
Berechnen Sie die Umfangsgeschwindigkeit des Schleifsteins in
m
!
s
Staatsinstitut für die
Datum:
Name:
Physik (T)
Ausbildung von
Aufgaben zur Bewegungslehre
Fachlehrern, Abt. IV
1. Ein Körper führt eine geradlinige, gleichmäßig beschleunigte Bewegung aus.
a) Wie ändert sich bei dieser Bewegung die Geschwindigkeit des Körpers mit der Zeit?
b) Wie ist die Beschleunigung a dieser Bewegung definiert?
c) Wie ergibt sich die Beschleunigungseinheit 1
m
aus der Beschleunigungsdefinition?
s2
2. Beschreiben Sie den durch das t-v-Diagramm dargestellten Bewegungsauflauf
eines Fahrzeuges!
3. Während eines Überholvorganges
beschleunigt ein Pkw. Dabei wächst die
Geschwindigkeit innerhalb der Zeit
 t  0,5 s von v1  90
v 2  135
km
auf
h
km
.
h
a) Rechnen Sie die Geschwindigkeiten in
m
um!
s
b) Berechnen Sie die Beschleunigung a in
m
!
s2
4. Ein l  48m langer Schnellbahnzug für den Nahverkehr fährt nach dem Halten mit der Beschleunigung a  0,9
m
an. Diese Beschleunigung behält der Zug während der Zeit t  10 s nach dem
s2
Anhalten bei.
a) Berechnen Sie die Geschwindigkeit v in
m
km
, die der Zug nach der Zeit t erreicht hat!
und
s
h
b) Vor dem Anfahren hielt die Zugspitze an der vorderen Bahnsteigkante. Prüfen Sie durch
Berechnung nach, ob der Zug nach der Zeit t den Bahnsteig vollständig verlassen hat!
5. Ein Zug wird aus der Geschwindigkeit v  24
m
abgebremst. Die Geschwindigkeit nimmt
s
während der Bremszeit t  12 s gleichmäßig ab, bis der Zug steht.
a) Berechnen Sie die Verzögerung a!
b) Berechnen Sie den Bremsweg s!
6. Die Startbahn eines Flughafens ist l  2,25km lang. Ein Verkehrsflugzeug benötigt zum Abheben
von der Starbahn die Geschwindigkeit v  324
gleichmäßig mit a  1,9
km
. Die Triebwerke beschleunigen das Flugzeug
h
m
.
s2
a) Geben Sie die Geschwindigkeit in
m
an!
s
b) Berechnen Sie die Zeit t, in welcher die Geschwindigkeit v erreicht wird!
c) Stellen Sie durch Berechnung fest, ob die Startbahn ausreicht, wenn zur Sicherheit die Startbahn mindestens 100 m länger als der Startweg sein muss!