Physik - Fadenpendel (Geschwindigkeit berechnen)

Dieses Thema im Forum "Schule, Studium, Ausbildung" wurde erstellt von c2000, 3. Februar 2008 .

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  1. #1 3. Februar 2008
    Aufgabe 3)
    Nehmen Sie an, Sie sitzen bei Nacht in einem Zug. Aufgrund der Dunkelheit haben Sie keine Orientierungspunkte,
    anhand derer Sie die Geschwindigkeit des Zuges abschätzen könnten. Zum Glück haben Sie ein Fadenpendel bei sich.
    Die Reise beginnt zum Zeitpunkt t=0 am Bahnhof, an dem Sie in den Zug
    (vZug(t=0)=0 m/s) einsteigen. Während der ersten 5 Minuten Fahrzeit beobachten
    Sie daß Ihr Fadenpendel um a=1°aus der Gleichgewichtslage entgegengesetzt zur
    Fahrtrichtung ausgelenkt ist. Danach folgen 20 Minuten, in denen das Fadenpendel
    sich der Ruhelage befindet. Anschließend beobachten Sie, daß das Pendel für
    2 Minuten um a=2°in Fahrtrichtung ausgelenkt ist.
    Rechnen Sie in den folgenden Teilaufgaben mit g=9,81 m/s2
    a) Leiten Sie den Zusammenhang zwischen der Auslenkung des Fadenpendels und der Beschleunigung des Zuges her.
    Hätte man die Masse und die Länge des Fadens angeben müssen ? Begründen Sie Ihre Antwort.
    b) Welche Geschwindigkeit hat der Zug nach den oben beschriebenen 27 Minuten der Pendelbeobachtung ?
    Welche Entfernung hat der Zug in dieser Zeit zurückgelegt ?

    Pendel hat 30cm und eine Masse von 0.1Kg

    Meine Überlegung:
    v=WURZEL(2*g*h)
    Bei 1° hab ich da 0,44m/s ausgerechnet. Irgendwie hab ich das Gefühl ich mach was falsch. Aber falls es stimmt, wie mach ich dann weiter?
     

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  3. #2 4. Februar 2008
    AW: Physik - Fadenpendel (Geschwindigkeit berechnen)

    a)

    Mathematisches Pendel
    F = -m g sin(phi)
    F/m = -g sin(phi)
    F/m = a
    a = -g sin(phi)
    Kraft und Masse müssen nicht angegeben werden, da nur a gesucht ist.

    b)

    Anfahren:
    a = -9,81 sin(-1°) = 0,171 m/s^2
    v(0s) = 0 m/s
    v(300s) = a dt = 0,171 m/s * 300 s = 51,36 m/s = 185,9 km/h
    s = 0,5 v dt = 0,5 * 51,36 m/s * 300 s = 7704 m

    Reisegeschwindigkeit:
    v(300s) = 51,36 m/s
    v(1500s) = 51,36 m/s
    s = v*dt = 51,36 m/s * 1200 s = 61632 m
    Abbremsen:

    a = -9,81 sin(2°) = -0,342 m/s^2
    v(1500s) = 51,36 m/s
    v(1620s) = v(1500s) + a*dt = 51,36 m/s - 0,342 m/s^2 * 120 s = 10,32 m/s
    s = 0,5 dv dt + v(1620s) dt = 0,5 * 41,04 m/s * 120 s + 10,32 m/s * 120 s = 3700,8 m/s
    s = 0,5 v t = 0,5 * 51,36 m/s * 120 s = 3081,6 m

    s(gesamt) = 7704 + 61632 + = 3700,8 m = 73036,8 m

    Jo man hätte es alles professioneller und einfahcer darstellen können, aber hab schon länger nix mehr gemacht was mit Kinematik zu tun hat und das entsprechende Buch wo alles drinsteht hab ich atm nicht hier. Hoffe es hilft trotzdem.
     
  4. #3 4. Februar 2008
    AW: Physik - Fadenpendel (Geschwindigkeit berechnen)

    Danke!!!
     

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