Physik 9´te Klasse
Übungsaufgaben zur gleichförmigbeschleunigten Bewegung mit Lösungen
1.) Ein Auto beschleunigt in 12s gleichmäßig aus dem Stand von 0 auf 100 km/h.
Berechne die Beschleunigung und den dabei zurückgelegten Weg.
(a = 2,31m/s²; s = 166,67m)
2.) Eine Rakete soll in 2,5 min die Geschwindigkeit 5 km/s erreichen.
a) Wie groß ist die Beschleunigung und welchen Weg hat die Rakete in dieser Zeit zurückgelegt. (a = 33 m/s²; s = 375 km)
b) Die Beschleunigung verringert sich nach dieser Zeit auf 75%. Welche Zeit wird nun benötigt, um die erste kosmische Geschwindigkeit von 7,9 km/s zu erreichen? (t = 116 s; Beachte ∆V = 7,9km/s – 5 km/s)
3.) Die Beschleunigung des ICE der Deutschen Bahn kann bis zu 1,2 m/s² betragen.
a) Nach welcher Zeit würde danach der Zug seine Höchstgeschwindigkeit von 350 km/h erreichen? (t = 81 sec)
b) Welche Strecke hat er dann zurückgelegt? (s = 3938)
c) Der Zug komme danach auf einer Strecke von 3500m aus der
Höchstgeschwindigkeit zum Stillstand. Berechne die Bremsbeschleunigung und die Bremszeit. (a = - 1,53 m/s²; t = 72 sec) (Tipp: Zwei Gleichungen und zwei Unbekannte führt zu einem LGS – Löse mit dem Einsetzverfahren)
4.) Ein PKW fährt mit einer Geschwindigkeit von 80 km/h. Der Fahrer bemerkt in 65m Entfernung ein Hindernis und bremst nach einer Reaktionszeit von 0,8 sec mit einer negativen Beschleunigung von – 6,0 m/s² ab.
Kommt das Fahrzeug rechtzeitig zum Stillstand?
(Reaktionsweg: s1 = 17,8 m (gleichförmige Bewegung)
Weg während des Bremsens: s2 = 41,1 m (beschleunigte Bewegung)
Gesamter Bremsweg ist somit 58,9m.
Das Auto kommt also rechtzeitig zum stehen.)
5.) Ein Auto steigert seine Geschwindigkeit gleichmäßig von V1 = 120 km/h auf
V2 = 150 km/s. Wie groß ist die Beschleunigung und der zurückgelegte Weg, wenn die Geschwindigkeitserhöhung in der Zeit von 10 sec erfolgt.
(a = 0,84 m/s²; Der zurückgelegte Weg setzt sich zusammen aus dem Weg den das Auto auch ohne beschleunigen gefahren wäre und dem Weg während der Beschleunigung. t1 = 333m;
t2 = 42m gesamt zurückgelegter Weg tges = t1 + t2 = 375m)
6.) Die Tabelle enthält die Messwerte für zwei Spielzeugautos, die nebeneinander starten.
t in sec 0 1 2 3 4 5 6 7
s1 in cm 0 8 16 24 32 40 48 56
s2 in cm 0 2 8 18 32 50 72 98
a) Zeichne für beide Bewegungen ein s-t-Diagramm.
b) Entscheide für beide Bewegungen um welche Bewegung es sich handelt.
(Bei Auto 1 handelt es sich um eine gleichförmige Bewegung, da s und t zueinander proportional sind.
Bei Auto 2 handelt es sich um eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung, da sich V in gleichen Zeitabständen um den gleichen Betrag ändert.)
c) Markiere im Diagramm die Stelle, wo beide Autos die gleiche Geschwindigkeit haben.
(Nach ca. 2 sec haben beide Graphen ungefähr die gleiche Steigung d.h. die gleiche Geschwindigkeit)
d) Bestimme aus dem Diagramm in welcher Entfernung vom Start aus das eine Auto das andere überholt. (Lösung siehe Zeichnung)
7.) Tom lässt von einer 45m hohen Brücke einen Stein runter in den Fluss fallen.
a) Wie lange dauert es, bis der Stein auf dem Wasser aufschlägt? (t = 3,03 sec) b) Mit welcher Geschwindigkeit trifft der Stein auf? (V = 106,9 km/h)
c) Der Stein wird im Wasser in 1,5 sec auf V = 0 m/s abgebremst. Bestimme die negative Beschleunigung. (a = - 19,81 m/s²)
