79 Rechenbeispiele zum Kapitel

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🖩

Schlittenfahrt

Ein Schlitten, der aus der Ruhelage heraus startet, gleitet mit gleichmäßiger Beschleunigung eine schiefe Ebene hinab. Nach 3 s hat er 9 m zurückgelegt.

Nach welcher Zeit erreicht er eine Geschwindigkeit von 24 m/s?

27
🖩

Güterlok

Lok Eine Güterlok benötigt 25 s, um ihre Geschwindigkeit von 36 km/h auf 48 km/h zu erhöhen.

Es ist die Beschleunigung und die dabei zurückgelegte Strecke zu berechnen.

28
🖩

Autofahrt

Welche Verzögerung (negative Beschleunigung) müssen die Bremsen eines Autos aufbringen, wenn es bei einer Geschwindigkeit von 50 km/h auf 15 m zum Stehen gebracht werden soll?

29
🖩

Elektronen - Beschleunigung

Die Elektronen einer Fernsehbildröhre werden auf einer Strecke von 3 cm praktisch aus dem Stillstand auf etwa 20% der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt.

Wie groß ist diese Beschleunigung?

30
🖩

Stadtbahn

Eine Stadtbahn soll nach dem Anfahren auf einer Strecke von 100 m eine Geschwindigkeit von 50 km/h erreichen.

Welche konstante Beschleunigung ist nötig?

31
🖩

Flugzeug hebt ab

Ein Flugzeug braucht zum Abheben vom Boden eine Geschwindigkeit von 180 km/h.
Welche mittlere Beschleunigung benötigt es auf einer 900 m langen Startbahn?
Wie lange dauert dieser Vorgang?

32
🖩

Zug - Verzögerung

Die Geschwindigkeit eines Zuges verringert sich gleichmäßig von 10 m/s auf 5 m/s, während er eine Strecke von 150 m zurücklegt.

Wie groß ist die Beschleunigung?

Wie weit fährt er noch bis zum Stillstand bei fortwährendem Bremsen?

33
🖩

Anbremsen einer Kurve

Wie viele m vor einer Kurve muss der Fahrer eines Autos mit der Verzögerung von 2 m/s² bremsen, um seine Geschwindigkeit von 72 km/h auf 36 km/h zu vermindern?

34
🖩

Raketenflug

Welche Strecke legt eine Rakete in den nächsten 2,5 s zurück, wenn sie bereits die Geschwindigkeit 900 m/s erreicht hat und die Beschleunigung 45 m/s² beträgt?

Wie groß ist der Gesamtweg seit dem Start? (konstante Beschleunigung angenommen)

35
🖩

Ein Auto fährt mit gleichförmiger Beschleunigung aus dem Stand an und erreicht nach 12 s eine Geschwindigkeit von 90 km/h.

Wie weit fährt es dabei?

36
🖩

Autofahrt - Beschleunigung

Ein PKW steigert beim Durchfahren von 125 m seine Geschwindigkeit gleichmäßig von 54 km/h auf 100 km/h.

Wie lange dauert dieser Vorgang?

Wie groß ist die Beschleunigung?

37
🖩

Nagel einschlagen

Beim Einschlagen eines Nagels wird der Hammer mit einer Auftreffgeschwindigkeit von 2 m/s auf einer Strecke von 5 mm zum Sillstand gebracht.

Wie groß ist die mittlere Verzögerung?

Wie lange dauert der Abbremsvorgang?

38
🖩

Fußball

Ein Fußball prallt mit 24 m/s normal gegen die Querlatte und wird dabei bis zu 6 cm deformiert.
Wie groß ist die mittlere Verzögerung?
Wie lange dauert der Abbremsvorgang?

39
🖩

Geschoß - Verzögerung

Ein Geschoß trifft mit 700 m/s auf Holz und dringt 12 cm ein.
Wie groß ist die Bremsverzögerung?
Wie lange dauert der Abbremsvorgang?

40
🖩

Autofahrt - Beschleunigung

Ein Auto fährt mit gleichförmiger Beschleunigung aus dem Stand an und erreicht nach 75 m eine Geschwindigkeit von 25 m/s.

Wie lange dauert dieser Vorgang?

41
🖩

Autofahrt - Beschleunigung

Ein Auto durchfährt eine Kurve mit 20 km/h. Danach beschleunigt es 6 s lang mit 1,5 m/s² .
Wie groß ist die Endgeschwindigkeit und die Beschleunigungsstrecke?

43
🖩

Autofahrt - Verzögerung

Ein Auto erreicht eine Bremsverzögerung von höchstens 6 m/s². Es ist eine Tabelle der Mindestwerte für Bremswege und Anhaltewege bei 25 km/h, 50 km/h, 100 km/h und 150 km/h anzulegen.

184
🖩

Güterzug

Welche Beschleunigung hat ein Güterzug, der 25 s benötigt, um seine Geschwindigkeit von 36 auf 48 km/h zu erhöhen?

Welche Strecke legt er dabei zurück?

984
🖩

Bewegungsdiagramme

Aus dem gegebenen Beschleunigung-Zeit-Diagramm ist das Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm und das Ort-Zeit-Diagramm zu entwickeln.

Ort und Geschwindigkeit zum Zeitpunkt Null sind jeweils Null.
Beschleunigung-Zeit-Diagramm

985
🖩

Bewegungsdiagramme

Aus dem gegebenen Beschleunigung-Zeit-Diagramm ist das Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm und das Ort-Zeit-Diagramm zu entwickeln.

Die Geschwindigkeit zum Zeitpunkt Null beträgt 2 m/s, der Ort ist Null.

Beschleunigung-Zeit-Diagramm

986
🖩

Bewegungsdiagramme

Aus dem gegebenen Beschleunigung-Zeit-Diagramm ist das Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm und das Ort-Zeit-Diagramm zu entwickeln.

Ort und Geschwindigkeit zum Zeitpunkt Null sind jeweils Null.

Beschleunigung-Zeit-Diagramm

987
🖩

Bewegungsdiagramme

Aus dem gegebenen Beschleunigung-Zeit-Diagramm ist das Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm und das Ort-Zeit-Diagramm zu entwickeln.

Ort und Geschwindigkeit zum Zeitpunkt Null sind jeweils Null.

Beschleunigung-Zeit-Diagramm

988
🖩

Bewegungsdiagramme

Aus dem gegebenen Beschleunigung-Zeit-Diagramm ist das Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm und das Ort-Zeit-Diagramm zu entwickeln.

Ort und Geschwindigkeit zum Zeitpunkt Null sind jeweils Null.

Beschleunigung-Zeit-Diagramm

989
🖩

Bewegungsdiagramme

Aus dem gegebenen Beschleunigung-Zeit-Diagramm ist das Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm und das Ort-Zeit-Diagramm zu entwickeln.

Ort und Geschwindigkeit zum Zeitpunkt Null sind jeweils Null.

Beschleunigung-Zeit-Diagramm

990
🖩

Bewegungsdiagramme

Aus dem gegebenen Beschleunigung-Zeit-Diagramm ist das Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm und das Ort-Zeit-Diagramm zu entwickeln.

Ort und Geschwindigkeit zum Zeitpunkt Null sind jeweils Null.

Beschleunigung-Zeit-Diagramm

991
🖩

Bewegungsdiagramme

Aus dem gegebenen Beschleunigung-Zeit-Diagramm ist das Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm und das Ort-Zeit-Diagramm zu entwickeln.

Ort und Geschwindigkeit zum Zeitpunkt Null sind jeweils Null.

Beschleunigung-Zeit-Diagramm

992
🖩

Bewegungsdiagramme

Aus dem gegebenen Beschleunigung-Zeit-Diagramm ist das Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm und das Ort-Zeit-Diagramm zu entwickeln.

Ort und Geschwindigkeit zum Zeitpunkt Null sind jeweils Null.

Beschleunigung-Zeit-Diagramm

993
🖩

Bewegungsdiagramme

Aus dem gegebenen Beschleunigung-Zeit-Diagramm ist das Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm und das Ort-Zeit-Diagramm zu entwickeln.

Ort und Geschwindigkeit zum Zeitpunkt Null sind jeweils Null.

Beschleunigung-Zeit-Diagramm

1226
🖩

U-Bahnzug

Die Fahrt eines U-Bahnzuges von einer Station zur nächsten kann vereinfacht durch das folgende `a`-`t`-Diagramm beschrieben werden:

Wie lange dauert die Fahrt?

Wie groß ist die Höchstgeschwindigkeit?

Wie weit sind die beiden Stationen entfernt?

Es sind die `v`-`t`- und `s`-`t`-Diagramme zu zeichnen.

1230
🖩

Ein Eisenbahnzug soll aus der Ruhe in 50s auf eine Fahrgeschwindigkeit von 60 km/h gebracht werden. Wie groß ist die notwendige Beschleunigung und wie weit fährt der Zug dabei?

1231
🖩

Triebwageneilzug

Ein Triebwageneilzug wird aus dem Stillstand mit 0,5 m/s² gleichmäßig beschleunigt.
Nach welcher Zeit erreicht er eine Geschwindigkeit von 80 km/h?
Welchen Weg legt er bis dahin zurück?

1232
🖩

Auto

Ein Auto fährt aus dem Stillstand weg mit einer Beschleunigung von `1,5"  m/s²"`. Wie weit fährt es in `20` Sekunden? Wie groß ist dann seine Geschwindigkeit?

1233
🖩

Kraftwagen

Welche Strecke muss ein Kraftwagen durchfahren, um mit der Beschleunigung `1,8 " m/s²"` seine Geschwindigkeit von `10` auf `20 " m/s"` zu erhöhen, und welche Zeit braucht er dafür?

1234
🖩

Zugfahrt

Ein Zug fährt bis zur Zeit `t_0` mit `v_0=50" km/h"` gleichförmig und beschleunigt dann mit `a=0,5" m/s²"` gleichmäßig auf `v_1=100" km/h"`. Berechnen Sie die Beschleunigungszeit `Deltat` und den während der Beschleunigung zurückgelegten Weg.

1240
🖩

Ein Autofahrer erblickt in 50 m Entfernung eine Ortstafel, ab der nur noch 50 km/h gefahren werden darf. Wie lange dauert der Bremsvorgang und wie groß ist die Bremsverzögerung, wenn seine Anfangsgeschwindigkeit 80 km/h beträgt?

1492
🖩

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

Wie lautet die im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm dargestellte Funktion?

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

1493
🖩

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

Wie lautet die im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm dargestellte Funktion?

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

1494
🖩

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

Wie lautet die im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm dargestellte Funktion?

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

1495
🖩

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

Wie lautet die im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm dargestellte Funktion?

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

1496
🖩

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

Wie lautet die im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm dargestellte Funktion?

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

1497
🖩

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

Wie lautet die im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm dargestellte Funktion?

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

1498
🖩

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

Wie lautet die im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm dargestellte Funktion?

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

1499
🖩

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

Wie lautet die im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm dargestellte Funktion?

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

1500
🖩

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

Wie lautet die im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm dargestellte Funktion?

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

1501
🖩

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

Wie lautet die im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm dargestellte Funktion?

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

1502
🖩

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

Wie lautet die im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm dargestellte Funktion?

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

1503
🖩

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

Wie lautet die im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm dargestellte Funktion?

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

1504
🖩

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

Wie lautet die im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm dargestellte Funktion?

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

1505
🖩

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

Wie lautet die im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm dargestellte Funktion?

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

1506
🖩

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

Wie lautet die im Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm dargestellte Funktion?

Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm

2176
🖩

Ein U-Bahnzug fährt aus dem Stillstand los und erreicht in 12 s seine Höchstgeschwindigkeit von 80 km/h. Wie groß ist seine Beschleunigung?

2177
🖩

Segelboot - Wende

Wie groß ist die Beschleunigung eines Segelboots bei einer Wende um 90°, die 10 s dauert und die Geschwindigkeit vorher und nachher 18 km/h beträgt?

2178
🖩

Ein PKW fährt mit 40 km/h, beschleunigt dann 2 s lang mit 2,5 m/s² und fährt dann mit konstanter Geschwindigkeit weiter. Welche Streckenlänge legt er in der Beschleunigungsphase zurück? Wie groß ist seine Geschwindigkeit danach?

2179
🖩

Ein PKW erreicht eine Bremsverzögerung von 5 m/s². Wie schnell darf er maximal fahren, damit er innerhalb von 20 m zum Stillstand kommen kann?

2180
🖩

Reaktionsweg

In der Fahrschule lernt man für den Reaktionsweg die Näherungsformel

`"Reaktionsweg"={"Geschwindigkeit in km/h"}/10*3" m"`

Von welcher Reaktionszeit geht man dabei aus?

2181
🖩

In der Fahrschule lernt man für den Bremsweg die Näherungsformel

`"Bremsweg"=({"Geschwindigkeit in km/h"}/10)^2" m"`

Von welcher mindesten Bremsverzögerung geht man dabei aus?

2182
🖩

Ein Aufzug bewegt sich von einem Stockwerk in ein anderes. Dabei beschleunigt er zunächst 2 s lang mit 1 m/s², fährt mit konstanter Geschwindigkeit weiter und bremst anschließend 1 s lang mit 2 m/s² bis zum Stillstand.

Welche Höhe hat er dabei zurückgelegt?

Diese Bewegung ist durch Diagramme zu beschreiben.

2185
🖩

Ein Auto bringt eine Verzögerung von 4,2 m/s² auf.

Wie lange ist der Bremsweg bei einer Geschwindigkeit von 50 km/h?

2249
🖩

Ein PKW fährt aus dem Stillstand los und erreicht in 12 s eine seine Höchstgeschwindigkeit von 100 km/h. Wie groß ist seine Beschleunigung?

2694
🖩

Ein Auto fährt mit 50 km/h und kann vor einem plötzlich auftretenden Hindernis in 20 m Entfernung gerade noch bremsen. Mit welcher Geschwindigkeit würde das Fahrzeug mit dem Hindernis zusammenstoßen, wenn es mit 60 km/h unterwegs wäre?

3776
🖩

Ein Auto erreicht innerhalb 25 Sekunden aus dem Stillstand eine Geschwindigkeit von 90 km/h. Wie groß ist die (mittlere) Beschleunigung?

3777
🖩

Bei einem Überholvorgang erhöht ein Fahrzeug seine Geschwindigkeit von 15 m/s in 3 Sekunden auf 24 m/s. Wie groß ist die Beschleunigung?

3778
🖩

Verkehrsunfall: Ein Auto fährt mit einer Geschwindigkeit von 20 m/s gegen einen Baum. Welcher Beschleunigung ist der Fahrer ausgesetzt, wenn er innerhalb 0,1 s zum Stillstand kommt?

3822
🖩

Bei einem Überholvorgang sei die Anfangsgeschwindigkeit 20 m/s, die Beschleunigung 1 m/s², die Dauer 10 s. Wie groß sind die zurückgelgete Strecke und die Endgeschwindigkeit?

3823
🖩

Bremsweg

Berechnen Sie die Strecken und Zeitdauern beim Abbremsen mit `a=-4" m/s²"` von `40" m/s"` auf `30" m/s"` beziehungsweise von `10" m/s"` auf `0` und vergleichen Sie die Ergebnisse!

3824
🖩

Ein Fahrzeug hat bei einem Verkehrsunfall eine Bremsspur von 48 m Länge hinterlassen. Die Bremsverzögerung ist aus der Beschaffenheit der Fahrbahn und der Räder bekannt: etwa 6 m/s². Bei welcher Geschwindigkeit haben die Räder blockiert?

3825
🖩

Ein Zug bremst von 35 m/s auf 15 m/s auf einer Strecke von 500 m ab. Wie viel Zeit und welche Strecke braucht er bei gleichbleibender Verzögerung noch bis zum Stillstand?

3827
🖩

Einschlagen eines Nagels

Beim Einschlagen eines Nagels wird der Hammer mit einer Auftreffgeschwindigkeit von 2 m/s auf einer Strecke von 5 mm zum Sillstand gebracht. Welche Beschleunigung tritt dabei auf?

3828
🖩

Um welchen Faktor vergrößert sich der Bremsweg bei Verdopplung der Geschwindigkeit?

3840
🖩

Beim Durchlaufen unterstehender Bahnkurve ändert sich die Geschwindigkeit von `v_1 = 2" m/s"` auf `v_2 = 3" m/s"`. Es ist grafisch `Delta vecv=vec{v_2}-vec{v_1}` zu ermitteln und der Betrag von `Delta vecv` anzugeben.

3969
🖩

Welchen Weg legt ein PKW in 8 s zurück, wenn er aus dem Stillstand mit 2,5 m/s² beschleunigt?

3970
🖩

Welche Bremsverzögerung muss ein PKW erreichen, um bei einer Geschwindigkeit von 60 km/h innerhalb von 20 m zum Stillstand zu kommen?

5010
🖩

Ein Körper bewegt sich geradlinig mit der Geschwindigkeit `v(t)=t^2-4*t+10`. Zum Zeitpunkt `t=0` befindet er sich im Ursprung des Bezugssystems.

Wo ist der Körper nach 3 s? Wie groß ist dann seine Beschleunigung?

Alle Einheiten entsprechend in m und s.

5011
🖩

Die Beschleunigung eines Körpers ist `a(t)=4-t`. Zum Zeitpunkt `t=0` ist die Geschwindigkeit `v_0=4" m/s"` und der Körper befindet sich bei `s_0=3" m"`.

Wann kehrt der Körper seine Bewegungsrichtung um? Welche Strecke hat er bis dahin zurückgelegt?

5046
🖩

Ein Wagen (`m = 250" kg"`) bewegt sich 2 Sekunden lang mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit von 1,2 m/s und wird dann innerhalb von 5 Sekunden auf eine Geschwindigkeit von 3,7 m/s beschleunigt. Es ist für diesen Vorgang das `a-t`-, `v-t`- und `s-t`-Diagramm zu zeichnen. Wie groß ist die Beschleunigungskraft? Welchen Weg legt der Wagen innerhalb der angegebenen 7 Sekunden zurück?

5331
🖩

Ein Fahrzeug fährt mit konstanter Beschleunigung von 2,3 m/s² an. Wie lange dauert es, bis es eine Geschwindigkeit von 100 km/h erreicht hat?

5376
🖩

Ein Körper hat zum Zeitpunkt t=0 die Anfangsgeschwindigkeit `v_0=1" m/s"`. Von `t=0` bis `t=3" s"` beschleunigt er konstant mit 1,5 m/s², bewegt sich während der darauffolgenden 2 s gleichförmig und ist dann 2,5 s lang einer Verzögerung von 0,5 m/s² ausgesetzt. Abschließend bewegt er sich wieder gleichförmig. Es sind für diese Bewegung die `a`-`t`-, `v`-`t`- und `s`-`t`-Diagramme zu zeichnen!

5377
🖩

Ein Körper beschleunigt aus dem Stillstand von `t=0` bis `t=1" s"` konstant mit 1 m/s². Während der nächsten Sekunde verringert sich die Beschleunigung gleichmäßig auf -1 m/s² und hält diesen Wert bis zum Zeitpunkt 5 s. Zwischen 5 s und 7 s beträgt die Beschleunigung 2 m/s² um dann innerhalt einer weiteren Sekunde auf Null zu sinken. Abschließend bewegt er sich gleichförmig. Es sind für diese Bewegung die `a`-`t`-, `v`-`t`- und `s`-`t`-Diagramme zu zeichnen!

6673
🖩

Geraldine fährt mit ihrem Auto 72 km/h und setzt zum Überholen an. Während des Überholvorgangs beschleunigt das Auto mit konstant 0,8 m/s². Am Ende dieses Vorgangs beträgt die Geschwindigkeit 108 km/h, mit der sie konstant weiterfährt.

Wie lange dauert der Überholvorgang?

Welche Strecke wird dabei zurückgelegt?

Zeichnen Sie passende `s-t`-, `v-t`- und `a-t`-Diagramme!

 

Das Physikbuch für HTL

8. Beschleunigung

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