Physikaufgabe beschleunigung überholung keine hausaufgabe

Physikaufgabe, Beschleunigung und Überholung. Keine Hausaufgabe

ich werde mich morgen in der Schule nochmal erkundigen und meinen Lehrer fragen, warum er uns falsche Antworten liefert. Außerdem werde ich die Formeln nochmal mit ihm absprechen. Heute habe ich meine Zeit nur mit Nachdenken verschwendet und kam zu keiner einzigen sinnvollen Antwort. Nicht mal einen richtigen Rechenweg habe Ich. Was solls Kopf hoch.
allen und eine schöne Nacht wünsche ich euch.

Tipp: Da sich sowohl der LKW als auch das Auto mit 80km/h bewegen, kannst du die Überholdauer so behandeln, als müsste der PKW ohne Anfangsgeschwindigkeit die entsprechende Strecke überwinden.
v= v0*t. gibt es nicht, höchstens s=0.5at^2 + v0*t

genau , vNull * t muß als Einheit m ergeben.

Es ist ja schön und gut, leider bin ich immernoch sehr unvertraut mit dieser Aufgabe und weiß nicht welche Formel ich benutzen muss?

v=at |:a
v/a=t
200/9 m/s : 2 m/s^2= 100/9
t= 100/9
100/9-1,5 = ca. 9,6
Antwort: Der Überholvorgang dauert ca. 9,6 Sekunden

Von mir.
Ich dachte mir das ist die einzige Lösung, die der meines Lehrers ähnelt
Aber ich weiß nicht ob das richtig ist verstehen Sie? Ich hänge seit 19 Uhr vielleicht an dieser Aufgabe.

aus 80 km/h habe ich m/s gemacht. Da kam 200/9 m/s raus

Was du ausgerechnet hast ist die Zeit, die man braucht um mit einer Beschleunigung von 2m/s² von 0km/h auf 80km/h zu kommen.

Diese Aufgeabe besteht aus mehreren Teilproblemen. Ich habe den Eindruck, dass Du den Anschluss verloren hast und nun vor einer Aufgabe stehst, die Du nicht bewältigen kannst. Dir bringt es absolut nichts, wenn das jetzt andere für Dich tun.
Formeln brauchst Du in dieser Phase noch nicht, nur eine Zerlegung in Teilaufgaben und ein Verständnis für die Problematik.
Das wäre:
1. Verständnis der Relativbewegung
2. Verständnis der beschleunigten Bewegung
3. Berechnung des Reaktionsweges
Wenn Du das hast, prüfe, welche Teilaufgaben Du nicht verstehst und stelle gegebenenfalls Dir eine Aufgabe speziell zu Deinem genauen Problem.
Übrigens: Eine Formel sollte nie gebüffelt werden, ohne den genauen Sinn dahinter zu verstehen. Meist ergibt sie sich aus den Überlegungen.

Hattet ihr bereits Ableitungen und Integrale? Da kannst du dir die Formel selbst herleiten. Der Weg s hängt von der Zeit t ab, demnach ist s eine Funktion der Zeit. Die Ableitung des Weges s nach der Zeit t ist nichts anderes als die Geschwindigkeit v, die wiederum auch eine Funktion v ist.
v = ds / dt bzw. s ' = v
Und die Ableitung der Geschwindigkeit v nach der Zeit t ist die Beschleunigung a bzw. a.
a = dv / dt bzw. v ' = a
Somit ist a auch die zweite Ableitung des Weges s nach der Zeit t.
a = d²s / dt² bzw. s '' = a
Bei einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung ist a = const. Bei einer gleichförmigen Bewegung ist v = const. Die Ableitung einer konstanten Funktion ist 0. Wir erinnern uns:
f = c mit c € |R
Daraus folgt: f ' = 0
Das Integral einer konstanten Funktion ist einfach die Konstante multipliziert mit der Integrationsvariablen plus einer Integrationskonstante. Also:
f = c
Daraus folgt: F = c * x + d mit c,d € |R
Deswegen sind die Fälle a = const. und v = const. besonders einfach. Zum Beispiel ist in der Aufgabe die Beschleunigung gegeben. Diese ist konstant mit dem Wert 9,81 m/s². Die Anfangsgeschwindigkeit beträgt 5 m/s. Nun ist nach der Geschwindigkeit zum Zeitpunkt t = 20 s gefragt. Es ist a = 9,81 gegeben. Um die Geschwindigkeit herauszubekommen, muss a integriert werden. Also:
v = S a dt = S 9,81 dt = 9,81 * t + v0
v0 ist die Integrationskonstante. Wenn wir 0 für t einsetzen, bekommen wir v0 heraus, d.h. v0 ist auch die Anfangsgeschwindigkeit. Diese beträgt ja 5 m/s, die wir schon mal einsetzen können.
v = 9,81 * t + 5
Nun kannst du jede beliebige Zeit für t einsetzen und die Geschwindigkeit v zum Zeitpunkt t bestimmen. In diesem Beispiel sollen 20 s eingesetzt werden.
v = 9,81 * 20 + 5 = 201,2 m/s
Die Einheiten in den Zwischenrechnungen habe ich weggelassen, bevor es zu unübersichtlich wird. Jetzt wollen wir noch wissen, welche Strecke s in 20 s zurückgelegt wurden. Dazu müssen wir die Geschwindigkeit noch einmal integrieren bzw. die Beschleunigung von Anfang an zweimal integrieren.
s = S v dt = S dt = 9,81 / 2 * t² + 5 * t + s0
Wieder taucht eine neue Integrationskonstante s0 auf. Wie du dir denken kannst, hat das etwas mit dem Anfangszeitpunkt t = 0 zu tun, denn s0 bliebe als einziges übrig, wenn wir für t überall 0 einsetzen würden. Am Anfang soll der zurückgelegte Weg z.B. 3 m sein, dass heißt, die Geschwindigkeit war die ersten 3 m konstant bei 5 m/s und erst dann wurde noch einmal mit 9,81 m/s² beschleunigt. Also setzen wir 3 m für s0 ein.
s = 9,81 / 2 * t² + 5 * t + 3
Nun wollen wir die Strecke herausfinden, die in 20 s zurückgelegt wurde, also setzen wir 20 s für t ein:
s = 9,81 / 2 * 20² + 5 * 20 + 3 = 2065 m
2 km klingt viel, aber bei 5 m/s = 18 km/h Anfangsgeschwindigkeit und der Erdbeschleunigung kann das durchaus sein.
Im Prinzip brauchst du also nur obige 3 Beziehungen zwischen s, v und a und dann kannst du immer integrieren oder ableiten, je nachdem, was gegeben und was gesucht ist. Ist z.B. die Beschleunigung gesucht und nur die Strecke gegeben, musst du die Strecke zweimal ableiten usw.

woher , bitte, kommen die 9,81 hier ins spiel?

Das war nur ein Beispiel und hatte nichts mit der Aufgabe in der Frage zu tun. Die Aufgabe in der Frage überlasse ich dem Fragesteller.

Die einzige Beschleunigung, die in der Aufgabe genannt wird, ist die gleichförmige des PKW mit 2 m/s².

kann nicht wieder v ergeben.Das ergibt m/s

Ich habe mir für die Beschleunigung das mit dem + notiert.
Für die Bremsung war es ja

Ja Freunde von mir meinten auch, die Antworten des Lehrers seien falsch, nur frage ich mich wie ich a) beantworten kann.
t=v/a?

adoro , du scheinst nur zu raten. was sein kann und was nicht , , ist es so?

Ich habe so viele verschiedene Antworten in der whatsapp Gruppe gehört, dass ich nicht mehr weiß wie ich wann rechnen soll und wann ich welche Formel nutzen muss. Sowohl ich als auch meine Gruppe sind verwirrt. Ich möchte doch nur wissen wie ich a rauskriege
Sogar unser Lehrer hat sich mit seiner Antwort getäuscht wie es aussieht.