Faustregel für Bremsweg herleiten/bestätigen

Aufrufe: 972     Aktiv: 01.11.2019 um 10:24

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Moin Leute,

wir sollen für Physik folgende Aufgabe lösen:

 

Faustregel für Autofahrer: "Bei normalen Straßenverhältnissen erhält man den reinen Bremsweg in m, indem man die Geschwindigkeit in km/h durch 10 teilt und das Ergebnis quadriert." (ohne Schrecksekunde!) z.B. 144m bei 120 km/h.

Welche Verzögerung liegt dieser Regel zu Grunde?

 

Mein erster Ansatz war nun folgender:

 

\(s = s_{0} + v_{0}t + \frac {1}{2}at^{2} = (\frac {\frac {v}{3,6}}{10})^{2}\)

Wo ich nun die Variablen t und a noch offen habe - also fix Wertetabelle erstellt und für verschiedene Werte von t verschiedene Verzögerungswerte bekommen - ich weiß ja nicht, wie lange der Bremsvorgang dauert. Die Lösung war jedoch nicht die gesuchte, also habe ich es nochmal anders versucht:

 

Die Durchschnittsgeschwindigkeit bei gleichmäßiger Verzögerung wäre ja \(\frac {v}{2}\), also 60km/h. Mit \(t = \frac {s}{v}\) gibt das eine Verzögerungszeit von 8,6 sec, aufgelöst komme ich dann auf ein a von \(-24 \frac {m}{s^2}\), was auch nicht korrekt ist.

 

Habt ihr einen Anstoß, wie ich das Lösen kann? Mir schwebt irgendwie noch die Idee eines Nullstellenproblems im Kopf, weil ich glaube, dass wir eine ähnliche Aufgabe mal so gelöst haben, komme aber nicht auf den konkreten Ansatz.

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Was soll den herauskommen, ein Wert der auf das Beispiel bezogen ist - oder eine allgemeine Regel?   ─   vt5 04.10.2019 um 14:20

Die konkrete Verzögerung a ist gesucht. Der gesuchte Wert beträgt 3,86m/s^2.   ─   pandio 04.10.2019 um 14:21
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So jetzt nochmal richtig (die Einheiten lasse ich aber einfach weg)...

`s(t)=s_{0}+v_{0}*t+1/2*a*t^2`

Das hast du ja schon gehabt. Jetzt gilt, dass

`t=v_{0}/a` --> Diese Zeit für die beim Bremsen zurückgelegte Strecke liegt vor, weil die Geschwindigkeit in diesem Beispiel bei konstanter Verzögerung linear abnimmt... Diese Bedingung ergibt sich aus folgender Überlegung: 

`v(t)=v_{0}-a*t`

`0=v_{0}-a*t`

`a*t=v_{0}`

Nun können die Anfangsbedingungen angegeben werden:

`s_{0}=0` --> gesetzt

`v_{0}=120/3.6=33.33`

`s(t)=144` ist der vorliegende Bremsweg...

Nun muss nur noch t in in die bereits vorliegende Formel eingesetzt werden...

`s(t)=0+v_{0}*v_{0}/a+1/2*a*(v_{0}/a)^2`

Mit den Einheiten ergibt sich:

`144=33.33^2/a-1/2*33.33^2/a` |*a und vereinfachen

`144a=1/2*33.33^2` |*2

`288a=33.33^2` |:288

`a=3.86`

Wenn noch Fragen sind - gerne:

...ansonsten bitte die Antwort mit dem Häckchen akzeptieren...

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