Wie rechne ich die Anfangsgeschwindigkeit aus, wenn ich die Kraft , die Strecke und die Masse weiß?

Du erinnerst Dich vielleicht, das die Beschleunigung a definiert ist als

a = dv/dt

also Geschwindigkeitsänderung pro Zeitänderung. Für den Fall der gleichmäßen Beschleunigung von v=0 gilt

a = v/t

mit der Endgeschwindigkeit v und der Zeit t die die Beschleunigung anhält. (Im Falle des Abbremsens zum Stillstand ist v die Anfangsgeschwindigkeit und t die Bremsdauer)

F = m v/t = m a

Kannst Du verwenden um a zu berechen. Der Bremsweg s ist

s= 1/2 a t²

Damit kannst Du t berechnen

und aus

v = a t

dann die Anfangsgeschwindigkeit

Wenn ich mich nicht verrechnet habe kommt v=2,6m/s = 9,3 km/h raus

Was du brauchst ist die Formel der Physikalischen Arbeit: Kraft x Weg = Energie

F x X = 1/2m x v²

Umformen, Einsetzen und auflösen =)

Hallo Ella,

du musst wirklich an deiner Formulierungskunst arbeiten. Ich schreibe das mal deiner Verzweiflung zu! ;-)

Aber du hast uns immer noch nicht alle Infos mitgeteilt, wie wir gleich sehen werden.

Mit deinen Angaben kann man folgendes rechnen:

Es gilt der Zusammenhang F = m * a. Das ist eine fundamentale Formel*, die du kennen solltest.

Wir kennen die Masse des Fahrrads und die Kraft, die auf es wirkt und können so, die resultierende Beschleunigung errechnen:

a = F / m = 50 N / 150 kg = 0,333 m/s² [gerundet]

Diese Beschleunigung wirkt nun auf einer Strecke von 10 m.

Um die Geschwindigkeitsänderung zu berechnen, müssen wir die Formeln für konstante Beschleunigungen heranziehen:

a = v / t --> t = v / a

und**

s = 1/2 a t²

Daraus ergibt sich:

s = 1/2 a v²/a² = v² / 2a

--> v = √(2 a s)

v = √(6,666 m²/s²) = 2,5820 m/s [gerundet]

Aus dem Text geht hervor, dass die Kraft das Fahrrad abbremst, dass sie also entgegen der Bewegungsrichtung wirkt.

Das bedeutet, dass das Fahrrad, nachdem die Kraft entlang einer Strecke von 10 m auf es gewirkt hat, um 2,582 m/s (oder gut 9 km/h) langsamer geworden ist.

Um nun die Anfangsgeschwindigkeit angeben zu können, müssen wir logischerweise wissen, wie schnell es am Ende ist!

Das geht aus deiner Angabe nicht hervor.

Falls das Rad nach 10 m zum Stillstand kommt, hatte es eine Anfangsgeschwindigkeit von eben diesen 2,582 m/s. Falls das Rad von eine Restgeschwindigkeit von v₀ hat, betrug die Anfangsgeschwindigkeit v₀ + 2,582 m/s.

Gruß,

Zac

* Die Formel ist eine Variante, die allerdings nur bei konstanten Geschwindigkeiten gilt. Für nicht-konstante Geschwindigkeiten muss man stattdessen die Ableitung nach der Zeit bilden:

F = m dv / dt

Wenn du dich jetzt fragst, wovon zum Teufel ich überhaupt rede, dann habt ich noch keine Differentialrechnung besprochen (wovon ich eigentlich ausgehe). In dem Fall kannst du die allgemeine Formel ignorieren.

** Und nicht etwa s = v * t und dann v durch a * t ersetzen! Denn s=v*t gilt nur bei konstanten Geschwindigkeiten.

Kannst das mal sortieren?

Worum geht es hier eigentlich?

Wirft jemand einen Stein in den Brunnen?

Springt einer in die Luft?

Rollt ein Fahrzeug in der Ebene oder in einer schiefen Ebene?

Was, bitte?

Wenn wir das noch wissen, dann können wir Dir gewiss helfen.

Okay - und welche Geschwindigkeit würde das Rad erreichen, wenn es über eine Strecke von 10 m mit einer Kraft von 50 N beschleunigt wird?