Mechanik 1

Körper in Bewegung

 

2. Die Translation (Buch S. 26 - 33)

Der Abschnitt "wissen & verstehen" umfasst vier Seiten.

  • Die gleichförmige Translation
  • Die krummlinige Translation
  • Die gleichmäßig beschleunigte Translation

Der Abschnitt "forschen & anwenden" umfasst vier Seiten mit insgesamt acht Aufgaben:

  1. Bewegungsdiagramme
  2. Beispiele zum Rechnen
  3. Die Fallbeschleunigung
  4. Schwerelosigkeit
  5. Weltrekord
  6. Vorbremsstrecke und Sicherheitsabstand
  7. Der Bremsweg
  8. Die Aufprallgeschwindigkeit

Hinweise, Ergänzungen und Lösungen zu den Arbeitsaufgaben

 

2.1 Bewegungsdiagramme

 Ergebnisse der Rechnungen:

Beschleunigung im Abschnitt 4 = 6 m/s²;   Beschleunigung im Abschnitt 7 = 2 m/s²

Bahnlänge in Abschnitt 3 = 82 m;   Bahnlänge in Abschnitt 5 = 80 m

Bahnlänge in Abschnitt 4 = 39 m

 

2.2 Beispiele zum Rechnen 

  • Echolot: Wassertiefe = 840 m
  • Radfahrerin: Durchschnittsgeschwindigkeit = 22,5 km/h
  • Stuntman: t = 1,55 s;   v = 55,8 km/h
  • Boeing 747: a = 1,58 m/s²;   t = 52,7 s

 

2.3 Die Fallbeschleunigung

Fallexperiment
Fallexperiment

Zu dieser Aufgabe gibt es im eBook mehrere Videos.

Ein Video zeigt den direkten Vergleich Eisen-/Styroporkugel.

Weitere Videos haben eine höhere Auflösung, sodass sie für eine quantitative Auswertung geeignet sind. 

 

Die Auswertung wird zusätzlich durch ein Arbeitsblatt unterstützt.


 

2.4 Schwerelosigkeit

Experiment zur Demonstration der Schwerelosigkeit
Experiment zur Demonstration der Schwerelosigkeit

Ein Video im eBook zeigt das Experiment auch in Zeitlupe. Dadurch wird der Effekt besonders deutlich erkennbar.


Ergebnisse der Rechnungen:

Fallzeit = 4,74 s;   Aufprallgeschwindigkeit = 167 km/h;  

nötige Turmhöhe = 441 m

Weiteres Video:


 

2.5 Weltrekord

 Ergebnisse der Rechnungen:

  • Durchschnittsgeschwindigkeit = 10,6 m/s
  • Zwischen 60 und 80 m war Bolt am schnellsten (12,42 m/s)

 

2.6 Vorbremsstrecke und Sicherheitsabstand

Ergebnis der Berechnung: Der "Faustregel" entspricht eine Vorbremszeit von 1,8 s.

 

2.7 Der Bremsweg

 Ergebnisse der Berechnungen:

  • Bremsweg bei 8 m/s²:  4,34 m (bei 30 km/h);   12,06 m (bei 50 km/h);   48,23 m (bei 100 km/h);   81,50 m (bei 130 km/h)
  •  Bremsweg bei 4 m/s²: 8,67 m (bei 30 km/h);   24,12 m (bei 50 km/h);   96,47 m (bei 100 km/h);   163 m (bei 130 km/h)

 

2.8 Die Aufprallgeschwindigkeit

Ergebnis der Formelableitung: