Geradlinig gleichförmige Bewegung

  • Hallo,

    Ich komme bei der folgenden Aufgabe nicht weiter:

    "In dem Augenblick, als der vorausfahrende Güterzug mit gleichbleibender Geschwindigkeit von 67 km/h durch einen Personenbahnhof fährt, folgt ihm in exakt 4 km Entfernung mit konstant 98 km/h ein Schnellzug, der auch im besagten Bahnhof nicht anhält.

    a) Wie viel km nach dem Bahnhof überholt der Schnellzug den Güterzug auf dem Nachbargleis?
    b) Wie lange sind beide Züge vom anfanglichen Augenblick bis zum Überholzeitpunkt gefahren?

    Danke!

  • Ich hab deine Aufgabe nicht gelöst,
    aber mal eine Skizze
    wie ich mir das vorstelle:

    [Blockierte Grafik: http://kreisistrund.de/Bahnhof_mit_Zug.jpg]

  • Vielen Dank für die Skizze. Leider bin ich immer noch nicht auf eine Rechnung gekommen. Weißt denn einer wie man es berechnen soll?

  • Vielen Dank für die Skizze.

    Leider bin ich immer noch nicht
    auf eine Rechnung gekommen.

    Weißt denn einer
    wie man es berechnen soll?

    Die Zeit in der beide Züge
    die Überhollinie erreichen,
    ist die gleiche.

    Es gilt:
    Geschwindigkeit ist Weg durch Zeit.

    [TEX]v = \dfrac{s}{t}[/TEX]

    Da beide Zeiten
    bis zur Überhollinie gleich sind,
    darf man gleichsetzen:

    [TEX]\dfrac{s_{Bahnhof-bis-Überholinie}}{v_{Güterzug}} =
    \dfrac{s_{Bahnhof-bis-Überholinie}+4km}{v_{Schnellzug}}[/TEX]

    Vereinfacht:

    [TEX]\dfrac{s}{v_1} = \dfrac{s+4km}{v_2}[/TEX]

    Jetzt noch nach s umstellen
    und Aufgabe a) ist gelöst.

    Dazu könnte man die Gleichung
    mit v1 und v2 multiplizieren,
    so dass die Nenner (das untere vom Bruchstrich)
    verschwinden.

  • [TEX]s * v_2 = (s + 4 km) * v_1 [/TEX]

    [TEX]\dfrac{v_2}{v_1} = \dfrac{s+4km}{s}[/TEX]

    einsetzen:

    [TEX]\dfrac{98 km/h}{67 km/h} = \dfrac{s+4km}{s}[/TEX]

    [TEX]1,463 \approx \dfrac{s+4km}{s}[/TEX]

    Für welchen Wert von s
    ist die Gleichung erfüllt?

    [TEX]1,667 \approx \dfrac{6km+4km}{6km}[/TEX]

    Wenn man den Wert höher wählt,
    verkleinert sich der Quotient.

    Die Gleichung anders:

    [TEX]1,463 * s \approx s + 4km[/TEX]

    Ich hab nun 9 km gewählt:

    [TEX]1,463 * 9km \approx 13 km [/TEX]

    Exakt ist:

    [TEX]1,463 * 9km = 13,167 [/TEX]

    9 Kilometer ist zu hoch,
    der Wert ist etwas niedriger.

    Aber gerundet stimmt das schon.

    Der Weg vom Bahnhof bis zur Ziellinie
    müsste also rund 9 Kilometer sein.

    [HR][/HR]

    Zitat


    b) Wie lange sind beide Züge
    vom anfanglichen Augenblick bis zum Überholzeitpunkt
    gefahren?

    Errechneten Wert von s einsetzen:

    [TEX]t = \dfrac{s}{v}[/TEX]

    [TEX]t = \dfrac{9km}{67km/h} [/TEX]

    [TEX]t \approx 0,133 h \approx 7,96 min[/TEX]

    Einmal editiert, zuletzt von qweet (25. September 2013 um 18:06)