Geschwindigkeit Aufgaben rechnen Definition Beschreibt das Verhältnis zwischen zurückgelegten Weg und aufgewendeter Zeit.
G e s c h w i n d i g k e i t = W e g Z e i t Geschwindigkeit=\frac{Weg}{Zeit} G esc h w in d i g k e i t = Z e i t W e g
Typische Buchstaben:
Einheiten Meter pro Sekunde
Kilometer pro Stunde
UMRECHNUNG
m / s ⋅ 3.6 ⇒ k m / h m/s\ \ \ \cdot\ 3.6\Rightarrow\ \ km/h m / s ⋅ 3.6 ⇒ km / h
k m / h ∶ 3.6 ⇒ m / s km/h\ \ \ \ ∶\ 3.6\Rightarrow\ \ m/s km / h ∶ 3.6 ⇒ m / s
Berechnung mit dem Dreisatz Weg und Zeit sind proportional. Man kann bei konstanter Geschwindigkeit gesuchte Werte für Zeit und Weg mit dem Dreisatz berechnen.
Beispiel Geschwindigkeit ist 50m/s. Gesucht sind Weg nach 35 Sekunden und Zeit für 275m.
Dreisatz:
Berechnung:
Weg nach 35s:
50 ⋅ 35 = 1750 m 50\cdot35=1750m 50 ⋅ 35 = 1750 m
Zeit für 275m:
1 ⋅ 275 50 = 5.5 s 1\cdot\frac{275}{50}=5.5s 1 ⋅ 50 275 = 5.5 s
Darstellung im Diagramm Das Verhältnis zwischen Zeit in zurückgelegter Strecke kann man im Diagramm darstellen.
x-Achse: Zeit meist in Sekunden, Minuten oder Stunden y-Achse: Strecke meist in Meter oder Kilometer Graphen: Beschreiben die zurücklegte Strecke über die Zeit.
Geschwindigkeit bestimmen 1.
Wähle einen beliebigen Punkt auf der Linie. Lese Strecke und Minute ab.
2.
Berechne die Geschwindigkeit mit: G e s c h w i n d i g k e i t = W e g Z e i t Geschwindigkeit=\frac{Weg}{Zeit} G esc h w in d i g k e i t = Z e i t W e g
Beispiele A
v A = 25 k m 10 m i n = 2.5 k m / m i n = 150 k m / h v_A=\frac{25km}{10min}=2.5km/min=150km/h v A = 10 min 25 km = 2.5 km / min = 150 km / h
B
v B = 20 k m 20 m i n = 1 k m / m i n = 60 k m / h v_B=\frac{20km}{20min}=1km/min=60km/h v B = 20 min 20 km = 1 km / min = 60 km / h
C
v C = 10 k m 25 m i n = 0.4 k m / m i n = 24 k m / h v_C=\frac{10km}{25min}=0.4km/min=24km/h v C = 25 min 10 km = 0.4 km / min = 24 km / h
Anhalteweg / Bremsweg Berechnung des Bremsvorgangs bei spontanem Bremsmanöver:
Anhalteweg
Gesamte Weg, bis ein Fahrzeug zum Stillstand kommt (Reaktionsweg + Bremsweg)
Reaktionsweg
Weg, der während der Reaktionszeit zurückgelegt wird (ungebremster Weg)
Bremsweg
Weg, vom Betätigen der Bremse bis zum Stillstand zurücklegt (gebremster Weg)
FORMELN Zur Abschätzung:
Anhalteweg
R e a k t i o n s w e g + B r e m s w e g Reaktionsweg+Bremsweg R e ak t i o n s w e g + B re m s w e g
Reaktionsweg
G e s c h w i n d i g k e i t 10 ⋅ 3 \frac{Geschwindigkeit}{10}\cdot3 10 G esc h w in d i g k e i t ⋅ 3
Bremsweg
G e s c h w i n d i g k e i t 10 ⋅ G e s c h w i n d i g k e i t 10 \frac{Geschwindigkeit}{10}\cdot\frac{Geschwindigkeit}{10} 10 G esc h w in d i g k e i t ⋅ 10 G esc h w in d i g k e i t
Vorgehen bei typischen Aufgaben Fahrt in Gegenrichtung Eine Person fährt einen Weg von A nach B eine zweite Person fährt den Weg in entgegengesetzter Richtung (von B nach A). Wann treffen sie aufeinander
VORGEHEN 1.
Eine Variable für die Zeit bis zum Treffpunkt setzen.
2.
Gleichung aufstellen: g 1 ⏟ G e s c h w i n d i g k e i t v o n P e r s o n 1 ⋅ x + g 2 ⏟ G e s c h w i n d i g k e i t v o n P e r s o n 2 ⋅ x = W e g \underbrace{g1}_{Geschwindigkeit\ von \ Person 1}\cdot x+\underbrace{g2}_{Geschwindigkeit\ von \ Person 2}\cdot x = \ Weg G esc h w in d i g k e i t v o n P erso n 1 g 1 ⋅ x + G esc h w in d i g k e i t v o n P erso n 2 g 2 ⋅ x = W e g
3.
Formel nach x auflösen.
4.
Zeit mit einer der Geschwindigkeiten multiplizieren, um die Position des Treffpunktes zu erhalten.
Beispiel Personen A und B haben einen Abstand von 120km. Person A fährt mit 60km/h und Person B mit 40km/h. Wie weit hinter dem Startpunkt von A treffen sie sich?
Skizze:
Berechnung:
Variable: x x x ist die Zeit bis zum Treffpunkt.
Gleichung: 60 ⋅ x + 40 ⋅ x = 120 60\cdot x+40\cdot x=120 60 ⋅ x + 40 ⋅ x = 120
Auflösen: x = 1.2 h x=1.2h x = 1.2 h
Berechnung des zurückgelegten Wegs von A: 60 ⋅ 1.2 = 72 k m ‾ 60\cdot1.2=\underline{72km} 60 ⋅ 1.2 = 72 km