Beschleunigung Übungen Bewegungsgesetze Teil 2
Von: Rolf Herold
Stand: 21.04.2020 |Bildnachweis
Frage
Wie bewegt sich ein Körper, auf den keine Kraft wirkt? (Zum Beispiel, weil er sich weit entfernt von irgendeinem Himmelskörper befindet oder weil sich Antrieb und Reibung gegenseitig aufheben.)
Antwort
Er bewegt sich geradlinig gleichförmig (also mit konstanter Geschwindigkeit).
F
Wie bewegt sich ein Körper, auf den eine konstante Kraft wirkt und zwar parallel zur Bewegungsrichtung?
A
Er bewegt sich geradlinig und gleichmäßig beschleunigt.
F
In welcher Einheit wird die Beschleunigung üblicherweise angegeben?
A
in m/s²
F
Was sagt der Wert für die Beschleunigung über die Änderung der Geschwindigkeit aus?
A
Der Beschleunigungswert gibt an, um wieviel m/s sich die Geschwindigkeit pro Sekunde ändert.
F
Wie groß ist (an der Erdoberfläche) die Beschleunigung, die durch die Erdanziehungskraft hervorgerufen wird?
A
9,81 m/s²
F
Wie weit fällt ein Körper etwa innerhalb der ersten Sekunde nach dem Loslassen? Wie weit etwa ist nach 2 Sekunden gefallen? (Ohne Berücksichtigung von Luftreibung)
A
In der ersten Sekunde fällt der Körper etwa 5 m; nach 2 Sekunden ist er bereits 20 m nach unten gefallen.
F
Was bedeutet eine negative Beschleunigung (zum Beispiel: a = – 5 m/s²)
A
Negative Beschleunigungen bedeuten, dass ein Körper abgebremst wird. Bei a = – 5 m/s² nimmt die Geschwindigkeit in jeder Sekunde um 5 m/s ab.
F
Kennst du die Bedeutung der Abkürzungen: a, h, k , m, s, v, ∆ (teilweise 2 Bedeutungen möglich)?
A
a = Beschleunigung
h = Stunde
k = Kilo (tausend)
m = Masse/Meter
s = Sekunde/Strecke
v = Geschwindigkeit
∆ = Unterschied
- Der in 3 s zurückgelegte Weg ist halb so groß wie der in einer Sekunde zurückgelegte Weg.
- Der in 3 s zurückgelegte Weg ist dreimal so groß wie der in einer Sekunde zurückgelegte Weg.
- Der in 3 s zurückgelegte Weg ist sechsmal so groß wie der in einer Sekunde zurückgelegte Weg.
- Der in 3 s zurückgelegte Weg ist neunmal so groß wie der in einer Sekunde zurückgelegte Weg.
4. ist richtig - der in 3 s ist der Weg neunmal so groß wie der in einer Sekunde zurückgelegte.
Ein Körper wird aus dem Stand geradlinig und gleichmäßig mit a = 2 m/s2 beschleunigt. Welchen Weg hat der Körper nach 1 s, nach 5 s, nach 10 s zurückgelegt?
s = 0,5 · 2 m/s2 · (1s)2 = (0,5 · 2 · 1) m/s2 · s2 = 1 m
s = 0,5 · 2 m/s2 · (5s)2 = (0,5 · 2 · 25) m/s2 · s2 = 25 m
s = 0,5 · 2 m/s2 · (10s)2 = (0,5 · 2 · 100) m/s2 · s2 = 100 m
Ein ICE beschleunigt in etwa 80 s von 0 auf 280 km/h. Dabei ist die Beschleunigung in der Realität von verschiedenen Bedingungen abhängig und verändert laufend ihren Wert.
Welchen Weg legt der ICE dabei in der 1. Sekunde zurück? Berechne zunächst die Beschleunigung in der üblichen Einheit. Ermittle dann, welche Strecke der ICE zurücklegen muss, um auf die Geschwindigkeit von 280 km/h zu kommen.
v = 280 km/h = 280 · 1000 m/3600 s = 280000 m/3600 s = 77,77... m/s
a = ∆v/∆t = 77,77... m/s : 80s = 0,97 m/s2 – Beschleunigung 0,97 m/s2
s = 0,5 · 0,97 m/s2 · (80s)2 = 3,1 km (3104 m) – Nach 3,1 km hat der ICE die Geschwindigkeit von 280 km/h erreicht.
Wenn man einen Körper frei nach unten fallen lässt, legt er in der ersten Sekunde etwa eine Strecke von 5 m zurück. Wie weit fällt er in der zweiten (fünften) Sekunde? (Ohne Berücksichtigung von Luftreibung)
In der zweiten Sekunde fällt der Körper etwa 15 m; ( Weg nach einer Sekunde 5 m – nach 2 Sekunden:
4 ∙ 5 m = 20 m. In der zweiten Sekunde also (20 - 5) m
Weg nach 4 Sekunden: 16 ∙ 5 m = 80 m; Weg nach 5 Sekunden: 25 ∙ 5 m = 125 m.
In der 5. Sekunde also (125 – 80) m = 45 m
Ein Fahrzeug wird bei einem Bremsvorgang in 2 s von 90 km/h auf 50 km/h abgebremst. Berechne den Bremsweg. Nur einer der folgenden Werte ist richtig!: 61 m – 50 m – 39 m – 11 m
