Schriftliche Abschlussprüfung Physik 1992/93

Wahlaufgabe 6: Mechanik

Ein Pkw mit einer Masse von 800 kg wird auf einer glatten, ebenen und geraden Strecke getestet.
Er wird aus dem Stand gleichmäßig beschleunigt und erreicht nach 10 s eine Geschwindigkeit von 50 km/h (Abschnitt I).

In den nächsten 15 s bewegt er sich mit dieser Geschwindigkeit weiter (Abschnitt II).

Dann wird das Fahrzeug innerhalb von 5 s bis zum Stillstand gleichmäßig verzögert (Abschnitt III).

6.1   Zeichnen Sie ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm für die gesamte Bewegung!

6.2    Bestimmen Sie aus dem Diagramm die Geschwindigkeiten, die der Pkw nach 6 s und nach 28 s hat!

6.3    Ermitteln Sie die Beschleunigungen für alle 3 Abschnitte!

6.4    Berechnen Sie die in den einzelnen Abschnitten zurückgelegten Wege und den Gesamtweg!

6.5    Berechnen Sie die Durchschnittsgeschwindigkeit!

6.6    Berechnen Sie die Kräfte, mit denen der Pkw bei reibungsfreier Bewegung
a) beschleunigt und
b) verzögert wird!

6.7. Aus welcher Höhe muss man einen Gegenstand frei fallen lassen, damit er die gleiche Geschwindigkeit wie der Pkw im Abschnitt II erreicht (Reibung und Luftwiderstand werden vernachlässigt)

Lösung Wahlaufgabe 6: Mechanik
(Bitte beachten Sie den Hinweis am Ende der Seite)

6.1 Diagramm

6.2   Geschwindigkeit nach 6 s:  30 km/h
Geschwindigkeit nach 28 s: 20 km/h

6.3   Berechnung der Beschleunigungen für alle drei Abschnitte:

Abschnitt I	Abschnitt II	Abschnitt III
	a = 0

6.4   Berechnung der in den einzelnen Abschnitten zurück gelegten Wege und des Gesamtweges

Abschnitt I	Abschnitt II	Abschnitt III

      Berechnung des Gesamtweges:
s_ges = s₁ + s₂ + s₃
s_ges = 312,5 m

Der Gesamtweg beträgt 312,5 m.

6.5             Berechnung der Durchschnittsgeschwindigkeit

Die Durchschnittsgeschwindigkeit beträgt 37,5 km/h.

6.6             Berechnung der Kräfte in den Abschnitten I und III:

Abschnitt I	Abschnitt III

6.7             Berechnung der vergleichbaren Höhe

Der Gegenstand müsste aus einer Höhe von 9,83 m fallen gelassen werden

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