Zweites Newtonsches Axiom, dynamisches Grundgesetz. Bremskraft, Beschleunigung,

Question

1) welche bremskraft erreichen die betriebsbremsen eines pkw (750kg), welche den gesetzlich geforderten mindestwert von a=2,5m/shoch2 erfüllen?

2) ein pkw (m=900kg) fährt mi 50km/h frontal gegen ein wand. seine frontpartie wird um 70 cm verkürzt. welches ist die mitllere beschleunigung und welche mittlere kraft wirkt?

3) ein zug der masse 700t fährt mit einer Beschleunigung von 0,15m/shoch2 an. Welche kraft ist allein zum Beschleunigen des zugs nötig?

Answer 1

1) Bremskraft Fb:
Fb = m*a;
Fb = 750kg*2,5N/kg = 1875N;

2) Mittlere Beschleunigung a, mittlere Kraft Fm:
Die 70cm sind der Weg innerhalb dessen der Wagen von 50 auf 0 km/h abbremst.
1. Bewegungsgleichung:
x=1/2*a*t^2+v₀*t+x₀
2. Bewegungsgleichung:
v=a*t+v₀ //nach t auflösen in 1. einsetzen und umformen ->
t eleminiert: x₀=0m, v₀=50/3,6 m/s, x=0,70m, v=0 m/s
a = [v^2-v₀^2] / [2*(x-x₀)];
a ≈ -10 m/s^2;

Fm = m*|a|;
Fm = 900kg*10N/kg = 9000N;

3) Kraft zum Beschleunigen Fb:
Fb = m*a;
Fb = 700.000kg*0,15N/kg = 105000N;