Geschwindigkeit und Beschleunigung eines Zuges berechnen

Question

Aufgabe: Hallo,

habe gestern eine Mathe Aufgabe bekommen, die auch ins physikalische geht.

Eine Lok mit der Masse 200t bewirkt eine Zugkraft von 200 kN. 8 Wagons haben je eine Masse von 40t.

a.) Wie groß ist die Beschleunigung des Zuges?

b.) Welche Geschwindigkeit erreicht der Zug nach 1min?

c.) Welche Geschwindigkeit erreicht er nach 1min, wenn man weitere 6 Wagons ankoppelt?

Problem/Ansatz:

Man soll hier die Formel des Grundgesetzes der Mechanik nutzen: F=m•a

zu a.) geg.: m=200t = 200.000 Kg

F= 200 kN = 200.000 N

gesucht: a (Beschleunigung)

Lösung: a=F/m

weiter komme ich nicht.. und was hat es mit den 8 Wagons auf sich?

Answer 1

Hallo

1.  in deiner Formel ist m die Gesamtmasse. also 200t+8*40t=520*10^3kg

damit a=200*10^3N/(520*10^3kg)=20/52m/s^2

2, v=a*t  a aus 1. t=60s

3. neue Rechnung mit m=200t+14*40t

in 3 ist nicht klar ob die 6 Waggons am Anfang oder nach der ersten Minute angehängt werden, wen das zweite, rechnet man das neue a aus und hat v=v(aus2)+a*t . a mit dem neuen a

grüß lul

Comments

in 3 ist nicht klar ob die 6 Waggons am Anfang oder nach der ersten Minute angehängt werden,

Für mich wäre jedenfalls klar, dass die 6 weiteren Wagons nicht während der Fahrt angekoppelt werden und deshalb wäre es für das Ergebnis zu c) unerheblich, ob der Zug gleich mit 14 Wagons losfährt oder erst 60s mit  8 Wagons fährt, dann anhält, 6 weitere Wagons angekoppelt werden und er anschließend mit 14 Wagons weiterfährt. Beide Male wäre v₀ = 0.

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c.) Welche Geschwindigkeit erreicht er nach 1min, wenn man weitere 6 Wagons ankoppelt?

Ankoppeln während der Fahrt schließe ich
aus.
Der Zug fährt von Anfang an mit 14 Waggons
los.

Answer 2

a)
m = (200 t) + 8·(40 t) = 520 t
a = F/m = (200 kN)/(520 t) = 0.3846 m/s²

b)
v = a·t = (0.3846 m/s²)·(60 s) = 23.08 m/s = 83.07 km/h

c)
m = (200 t) + 14·(40 t) = 760 t
a = F/m = (200 kN)/(760 t) = 0.2632 m/s²
v = a·t = (0.2632 m/s²)·(60 s) = 15.79 m/s = 56.85 km/h