Aufgaben zur Trägheit und geradlinig gleichförmiger Bewegung (Lösungen) - Versionsgeschichte

Patrick.Nordmann: /* 8 Fahrrad fahren */

2019-04-28T20:12:05Z

‎8 Fahrrad fahren

2019-04-28T19:47:04Z

‎8 Fahrrad fahren

2019-04-28T18:59:37Z

‎8 Fahrrad fahren

2019-04-28T18:58:06Z

‎8 Fahrrad fahren

2019-04-28T18:53:16Z

‎8 Fahrrad fahren

2019-04-28T18:35:17Z

‎8 Fahrrad fahren

2019-04-28T18:26:09Z

‎8 Fahrrad fahren

2019-04-28T18:22:59Z

‎8 Fahrrad fahren

2019-04-28T18:08:46Z

‎7 Flugzeug fliegen

2019-04-28T16:51:07Z

‎6 Kinderwagen schieben

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-[[Datei:FahrradfahrerIn_Schnittbild_20kmh.png|350px|thumb|none|Der Gesamtwiderstand ist hier der Einfachheit halber am Körper eingezeichnet. Der Luftwiderstand greift am gesamten Körper und am Fahrrad an, der Rollwiderstand an den Reifen.]]
+[[Datei:FahrradfahrerIn_Schnittbild_20kmh.png|350px|thumb|none|Die Gewichtskraft wird von den Kräften gegen die Reifen ausgeglichen. Am Hinterrad ist die Kraft größer, weil die FahrerIn nicht genau zwischen den Rädern sitzt.<br>Der Gesamtwiderstand ist hier der Einfachheit halber am Körper eingezeichnet. Genau genommen greift der Luftwiderstand am gesamten Körper und am Fahrrad an, der Rollwiderstand an den Reifen.]]
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 [[Datei:FahrradfahrerIn_Schnittbild_40kmh.png|350px|thumb|none|Bei der doppelten Geschwindigkeit ist der Widerstand auf ca. das Dreifache angewachsen.]]

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 :Wenn sie schnell fährt muss Diana einen großen Widerstand überwinden.
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-:Je schneller sie fährt, desto größer ist die Reibungskraft. Durch das Treten in die Pedale gleich Diana diese Reibungskraft aus.
+:Je schneller sie fährt, desto größer ist die Reibungskraft. Durch das Treten in die Pedale gleicht Diana diese Reibungskraft aus.
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 :Bei einer konstanten Geschwindigkeit befindet sich Diana im Kräftegleichgewicht. Sie muss durch das Treten in die Pedale sich genauso fest nach vorne schieben, wie die Reibungskraft nach hinten wirkt.<br>Weil aber der Luftwiderstand mit der Geschwindigkeit stark anwächst, muss sie bei hohen Geschwindigkeiten auch eine größere Reibungskraft ausgleichen.

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 :Der Gesamtwiderstand beträgt also bei 20km/h ca. 22N und bei 40km/h ca. 68N.
 <br>c) Zeichne in die beiden Schnittbilder die wirkenden Kräfte bei 20km/h und bei 40km/h ein. (<math>1\,\rm cm \hat = 50\,\rm N</math>) Diana hat mit Rad eine Masse von 50kg.
-<br>d) Erkläre nun, warum Diana bei größeren Geschwindigkeiten auch fester treten muss.
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 :Wenn sie schnell fährt muss Diana einen großen Widerstand überwinden.
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 :Bei einer konstanten Geschwindigkeit befindet sich Diana im Kräftegleichgewicht. Sie muss durch das Treten in die Pedale sich genauso fest nach vorne schieben, wie die Reibungskraft nach hinten wirkt.<br>Weil aber der Luftwiderstand mit der Geschwindigkeit stark anwächst, muss sie bei hohen Geschwindigkeiten auch eine größere Reibungskraft ausgleichen.
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 ===[[Aufgaben zur Trägheit und geradlinig gleichförmiger Bewegung (Lösungen)|Lösungen]]===

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+[[Datei:FahrradfahrerIn_Schnittbild_40kmh.png|350px|thumb|none|Bei der doppelten Geschwindigkeit ist der Widerstand auf ca. das Dreifache angewachsen.]]
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 ===[[Aufgaben zur Trägheit und geradlinig gleichförmiger Bewegung (Lösungen)|Lösungen]]===

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+[[Datei:FahrradfahrerIn_Schnittbild_20kmh.png|350px]]
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+[[Datei:FahrradfahrerIn_Schnittbild_40kmh.png|350px]]
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 ===[[Aufgaben zur Trägheit und geradlinig gleichförmiger Bewegung (Lösungen)|Lösungen]]===

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 [[Datei:Fahrrad_Widerstandsdiagramm_kmProh.png|left|400px]]Den Widerstand durch die Reibung der Räder am Boden nennt man Rollwiderstand, den Widerstand durch die Reibung an der Luft Luftwiderstand. Das Diagramm zeigt wie groß der Rollwiderstand <math>F_{Roll}</math>, der Luftwiderstand <math>F_{Luft}</math> und der Gesamtwiderstand <math>F</math> bei verschiedenen Geschwindigkeiten ist.
 <br>b) Wie groß ist der Rollwiderstand, der Luftwiderstand und der Gesamtwiderstand bei 20km/h und bei 40km/h?
-:Der Rollwiderstand beträgt bei allen Geschwindigkeiten immer ca. 7 Newton.
+:Der Rollwiderstand beträgt bei allen Geschwindigkeiten immer ca. 6 Newton.
-:Der Luftwiderstand beträgt bei 20km/h ca. 15N und bei 40km/h ca. 62N, also ungefähr das Vierfache!
+:Der Luftwiderstand beträgt bei 20km/h ca. 16N und bei 40km/h ca. 62N, also ungefähr das Vierfache!
-:Der Gesamtwiderstand beträgt also bei 20km/h ca. 22N und bei 40km/h ca. 69N.
+:Der Gesamtwiderstand beträgt also bei 20km/h ca. 22N und bei 40km/h ca. 68N.
 <br>c) Zeichne in die beiden Schnittbilder die wirkenden Kräfte bei 25km/h und bei 50km/h ein. (<math>1\,\rm cm \hat = 50\,\rm N</math>) Diana hat mit Rad eine Masse von 50kg.
 <br>d) Erkläre nun, warum Diana bei größeren Geschwindigkeiten auch fester treten muss.

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 Wenn Diana konstant mit einer großen Geschwindigkeit fahren will, dann muss sie auch "fest reintreten". Warum ist das wohl so?
 <br>a) Erkläre warum Diana langsamer wird, wenn sie aufhört zu treten.
+;minimal
-[[Datei:Fahrrad_Widerstandsdiagramm_kmProh.png|left|400px]]Den Widerstand durch die Reibung der Räder am Boden nennt man Rollwiderstand, den Widerstand durch die Reibung an der Luft Luftwiderstand. Das Diagramm zeigt wie groß der Rollwiderstand, der Luftwiderstand und der Gesamtwiderstand bei verschiedenen Geschwindigkeiten ist.
+:Durch die Reibung wird Diana gebremst.
 <br>b) Wie groß ist der Rollwiderstand, der Luftwiderstand und der Gesamtwiderstand bei 20km/h und bei 40km/h?
 <br>c) Zeichne in die beiden Schnittbilder die wirkenden Kräfte bei 25km/h und bei 50km/h ein. (<math>1\,\rm cm \hat = 50\,\rm N</math>) Diana hat mit Rad eine Masse von 50kg.
 <br>d) Erkläre nun, warum Diana bei größeren Geschwindigkeiten auch fester treten muss.

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 ===7 Flugzeug fliegen===
 Damit ein Airbus 350 mit konstant 900km/h fliegen kann wird er von zwei Triebwerken mit zusammen ca. 600kN angeschoben. Er hat eine Masse von ca. 150t.
 <br>Zeichne in das Schnittbild die wirkenden Kräfte maßstabsgerecht ein. (<math>1\,\rm cm \hat = 300000\,\rm N</math>)
 ===8 Fahrrad fahren===

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 Manfred schiebt den Kinderwagen mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit. Dazu muss er mit einer Kraft von 10N drücken. Der Kinderwagen hat eine Masse von 7kg.
 <br>Zeichne in das Schnittbild des Kinderwagens alle wirkenden Kräfte ein. (<math>1\,\rm cm \hat = 10\,\rm N</math> )
 ===7 Flugzeug fliegen===