- Es ist eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung. Genauer: Mit negativer Beschleunigung, also gleichmäßig gebremst. Der Eisstock wird immer langsamer, wobei in jeder Sekunde die Geschwindigkeit um den gleichen Betrag abnimmt.
- v(0s) = 2 m/s, v(10s) = 1 m/s, die Durchschnittsgeschwindigkeit ist der Mittelwert aus beiden (weil v gleichmäßig abnimmt) also v = 1,5 m/s
- a = (2 m/s - 1 m/s)/ 10 s = 0,1 m/s²
- Anfangsgeschwindigkeit 2 m/s. v = a t,
Daher ist die Zeit bis zum Stillstand t = v/s = (2 m/s)/(0,1 m/s²) = 20 s
Gerutschte Strecke s = 1/2 a t² = 1/2 * 0,1 m/s² * (20 s)² = 20 m
Aufgabe 2 - Feuerwerksrakete
- Gewichtskraft nach unten G = m g = 0,04 kg * 10 m/s² = 0,4 N,
Schubkraft nach oben Fs = 2 N
Nettokraft oder resultierende Kraft F = Fs - G = 1,6 N - F = m*a oder a = F/m = 1,6 N / 0,04 kg = 40 m/s²
(das ist viermal so viel wie die Beschleunigung beim freien Fall, die Rakete geht also richtig schnell nach oben ab. Ich habe hier wahrscheinlich mit der Wahl der Größen etwas übertrieben, als ich mir das ausgedacht habe.) - Angenommen a = 40 m/s² bleibt konstant (und damit auch die Masse konstant bei 0,04 kg) dann ist
v = a t = 40 m/s² * 2 s = 80 m/s
s = 1/2 a t² = 1/2 * 40 m/s² * (2 s)² = 80 m - Die Masse nimmt ab -> die Gewichtskraft auch -> die resultierende nach oben nimmt also leicht zu -> damit sollte die Rakete schneller und höher fliegen.
Die Masse nimmt ab -> Trägheit nimmt ab -> Beschleunigung nimmt zu -> schneller und höher
Luftwiderstand -> bremst die Rakete -> weniger Beschleunigung -> langsamer und nicht so hoch
Was tatsächlich passiert, also den richtigen genauen Wert, können wir jetzt noch nicht berechnen.
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