Bewegungen, Beschleunigung & senkrechter Wurf

Alternativer Bildtext:

270 km/h bremst S. Vettel die erste Kurve nach dem Start mit einer konstanten Beschleunigung von -8 m/s² so an, dass er im Kurveneingang nur noch eine Geschwindigkeit von 125 km/h besitzt. Berechnen Sie die Dauer des Bremsvorgangs und die Länge des Bremswegs. 3.3 Zeichnen Sie das v(t)- und das a(t)-Diagramm für den Rennwagen vom Start bis zum Ende des Bremsvorgangs. Name: 85 Aufgabe 4: Äpfel (10 Punkte) Zwei Äpfel hängen in einem Abstand von 1,25 m übereinander an einem Baum. (Beim Fallen der Äpfel wird die Luftreibung vernachlässigt.) 4.1 Der obere Apfel fällt herab. Berechnen Sie die Zeit, nach der er am unteren vorbeifliegt. Berechnen Sie auch die Geschwindigkeit des Apfels. 4.2 Der zweite Apfel fällt in dem Moment, in dem der erste Apfel an ihm vorbei fällt. Berechnen Sie den Abstand der Äpfel nach einer Fallzeit des zweiten Apfels von einer Sekunde. 6 Aufgabe 5: Senkrechter Wurf (12 Punkte) Beim senkrechten Wurf nach oben überlagern sich die gleichförmige Bewegung nach oben mit der Anfangsgeschwindigkeit vo und die gleichmäßig beschleunigte Bewegung des freien Falls nach unten. Damit ergeben sich die folgenden Bewegungsgesetze: Zeit-Weg-Gesetz: s(t) = vot-g-t² v(t) = vog t a(t) = -g (Hier und im Folgenden wird die Luftreibung vernachlässigt.) Zeit-Geschwindigkeit-Gesetz: Zeit-Beschleunigung-Gesetz: 5.1 Leiten Sie mit Hilfe der Gesetze oben den Zusammenhang ts = Po für die Steigzeit t, und den g Zusammenhang Smax = für die maximale Höhe Smax her. 2g Datum: m 5.2 Ein Ball wird mit einer Anfangsgeschwindigkeit von vo = 20 nach oben geworfen. Berechnen Sie die Steigzeit und die maximale Höhe des Balls. S 5.3 Berechnen Sie die Anfangsgeschwindigkeit, mit der ein Ball nach oben geworfen wurde, wenn er nach drei Sekunden auf der gleichen Höhe wieder gefangen wird. Aufgabe 6: Wassertropfen (6 Punkte) In der Dachrinne eines doppelstöckigen Hauses ist ein Leck. Miriam beobachtet, dass die Dachrinne 120-mal in einer Minute tropft. Außerdem stellt sie fest, dass sich ein neuer Wassertropfen genau dann auf halber Höhe des oberen Stockwerks befindet, wenn der vorherige auf dem Boden auftrifft. Berechnen Sie, in welcher Höhe über dem Erdboden die Dachrinne angebracht ist. (Die Luftreibung wird vernachlässigt.) Viel Erfolg! 51/63 Punkten 12 15 14 13 12 11 12 5 3 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Ø 312/17/₁/18,9 Physik Klausur Nr.A Aufgabe 1 1.1 geg.: t=0,5s, S = 750m ges.: V=²² K 2.1 V=t05s 1500 1.2 geg.: t = 1₁4₁ v = 1500 ges.: S=? Aufgabe 2: Svit = 2100m 750m = AV a = At A: Die Geschwindigkeit in wasser beträgt 1500 gleichförmige Bewegung →v konstant SH=Sges :2 = 1850m *Körper ruht Es herrscht Rune, da keine Geschwindigkeit vorliegt und die Strecke konstant ist. 27,78-0 39s-Os 7,12 Aufgabe 3: 3.1 geg.: t₁²3,9s, V₁ = 0²²₁ v₁ = 100 € 27,78₂-27075 ges: a=²5= ? SH&Meerestiefe Sgs gesamte Streche A: Die Meerestiefe betragt 1050m. 3,515 2 Es herrscht ebenfalls Robe, da keine Geschwin- digkeit vorliegt und die Strecke konstant ist. Strecke wurde when zurückgelegt. (-0,5) 3 Es liegt eine gleichförmige Bewegung vor, da die Strecke proportional zur Zeit steigt. mit Anfangestreeke (05) 4 Es liegt eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung vor, da die Strecke quadransh zur Zeit steigt. V ome Anfangsstrecke (95) S=2at² + vot₂+ So ✓ 7.42-3-(3,9)²+ = 27,12 (10,53)² -394,74m UR: Av a = 4² <=> st₂² a 10,53s 212 A: S. Vettel hat eine Durchschnittsbeschleunigung von 7,123 und bei einer Beschleunigung von 0 auf 270 legt er eine Strecke von 394,74m zurück. 313 717 3.2 geg.: Vo=270 ²755₁ a = -85²₁ V₁ =12534,72 ges: AV a=^t <=> st=Y 414 818 S=2·a·t² + vot = 2 · (-852)· (5,035s)+753 · (5,035s) 276,22m A: Der Bremsvorgang dawert 5,035s und hat einen Bremsweg von 276,22m. 70 3.3 geg.:tges 15.67s v-t-Diagramm: F 60 50 40 30 20 10 O : t = ², s = ? 5 vin 2 a-t-Diagramm: (a in 2 4 v =(34,728-75) -83322 -5.035s 4 D. 8 10 12 14 8 10 42 N دا 12e I 15 (tins) +x (tins) 16 17 Aufgabe 4: -6 +1 geg.: s=1,25m, 9=9,8132 t = V = 1,25m 4.2 Apfel 2: geg. &t=1s, g = 9,812 ges: S = 2 $= 2.9.² 4.91m 25 v=g⋅t-g√²4,91 A: Der Apfel fliegt nach 0,55 am anderen vorbei und erreicht dabei eine Ge- schwindigkeit von 4,913. SAbstand = S₂+ $₁ Aufgabe 5: 51 ts=3² = 2-4,25m 19,81 0,50 V+ (g.t) S = 4,9m² - 1,25m (-1) (x+(g++)² V₂ Smax 29 2-1) Apfel 1: geg.: 9=9,8132², to = 0,5s t = t₁- to A: Nach einer Sekunde Fallzeit beim zweiten Apfel hat Apfel 1 einen Vorsprung und der Albstand beträgt 4,9m. S=219.1² = 2·9,813 ((1,5s)²-(0,5s))) 9,81m1FF NR: v=v₂-g⋅t lit Vo+9 t ¥+9=vo a - a g v=g⋅t)g= V+g⋅t+vo <> g₁t=v₁ -91-(-1) V = V₁-g₁t $(-0,5) <>v+(g+t) = Vo ++g VE £ 515 3,5/5 016 ts=2 5.2 geg.: Vo=203,9-9,84² ges: ts= =? + Spax = Vo ts=2,04s 3/3 3/3 (203)² 20,39m (2-9,8) A: Die Steigzeit betragt 2,04s und die max. Hohe 20,89m. 5.3 4/6 Aufgabe 6: mis Vo ts 9 ht geg.: 35,9=9,85²₁ts=1,5s" s ges: V₁ = ² L K Its ∙g = Vo A: Die Anfangsge- 1,5s 9,812 V 14,72=Vo h Dachrinne Gh+ 1.9 Baden V hat 04. Tropfen 2 nach 2s eines von h zurückgelegt a = AK /h = 2 · 9,81 ²²2² · (25) ². + = 1,23m. ↳ zu nieding Vo Smax 29 Of Tropfen A nach = schwindigkeit muss 14,72 betragen. 2 • S= Av=a.st 9,812. O V² 2g > ts geg.: •120x pro Minute du est ↳120x pro 60 Sekunden ↳ 1 Trophen braucht s ↳ 2 Tropfen pro Sekunde •9=9,813 1,5 bekannte Formeln: • S=2gt² + vo • t + So tF Das musst h=? (s) Shes in Formeln V=2 3-2.9. t² + voit + So 4 h = 2 =9,813² - (23)² (-0,5) =1,23m h = 4:4h → A: Die Dachrime €4.94m As·4=S 4,9/m=s befindet sich in V 4,91m hohe (h-2:9,8152². (15) ²) N = 4,91m ↳ Zu einfach 4s-1-98172-(1) = 1,23m (-15) 3