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Bewegung in zwei Phasen

Teil des Abschnitts Mechanik der Physics-Journey von Coddy. Lektion 43 von 97.

Viele Bewegungen verlaufen in mehreren Phasen: erst ein Schub und dann ein Gleiten. Für jede Phase wirken eigene Kräfte, also auch eine eigene konstante Beschleunigung.

$v_1 = v_0 + a_1 t_1, \quad v = v_1 + a_2 t$

Die Geschwindigkeit am Ende von Phase 1 ist die Anfangsgeschwindigkeit von Phase 2.

Geschwindigkeit über der Zeit für einen Kasten: Die Geschwindigkeit steigt in den ersten 3 Sekunden geradlinig von 0 auf 12 Meter pro Sekunde an und fällt dann geradlinig bis zur 9. Sekunde auf 0; eine gepunktete Linie bei 3 Sekunden trennt Phase 1 von Phase 2

Jede Phase ist eine gerade Linie mit ihrer eigenen Steigung; sie treffen sich bei der Übergabegeschwindigkeit.

Aufgabe

Ein Schlitten mit einer Masse von $50\ \mathrm{kg}$ steht auf ebenem Schnee zunächst still. Ein Seil zieht ihn mit einer Kraft von $120\ \mathrm{N}$ für $5\ \mathrm{s}$ nach vorne, nach rechts, während die Gleitreibung ihn mit $20\ \mathrm{N}$ zurückhält; dann wird das Seil losgelassen. Wenn die Vorwärtsrichtung als positiv gilt, bestimme die Zeit $\relax t_{2}$ , die der Schlitten gleitet, bevor er zum Stillstand kommt.

Probier es selbst

Physics diagram: crate, rope, vec; arrows v

$t_{2}$ isolieren

Teste dich selbst

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Alle Lektionen in Mechanik

2Vektoren und Newtonsche Gesetze

Rechtwinklige Dreiecke Was ist ein Vektor?Vektoren addieren Achsen und Richtungen Vektorkomponenten Kräfte in unserer Umgebung Reibung und Spannung Newtons erstes Gesetz Newtons zweites Gesetz Newtons drittes Gesetz Rückblick – resultierende Kraft

5Kinematik in einer Dimension

Position und Ortsänderung Geschwindigkeit Beschleunigung Bewegungsdiagramme Bewegungsgleichungen Wiederholung – bremsendes Auto

8Kinematik und Newton

Von Kräften zur Bewegung Von der Bewegung zu den KräftenBewegung in zwei PhasenWiederholung – Aufzug

11Federn

Hookesches Gesetz Federn in Reihe Federn parallel Wiederholung – Federwaage

14Impuls in 2D

Impuls als Vektor 2D-Kollisionen Explosionen Wiederholung – Billard

17Gravitation

Gesetz der Gravitation Schwerkraft und Höhe Satelliten Keplersche Gesetze Gravitationsenergie Fluchtgeschwindigkeit Satellitenenergie Rückblick – Mission in den Orbit

3Reibung

Was ist Reibung?Haftreibung Gleitreibung Reibung und Newtons Gesetze Wiederholung – Schiebekiste

6Senkrechte Bewegung

Freier Fall Senkrechter Wurf nach oben Flugzeit Wiederholung – fallengelassener Ball

9Projekt: Lieferdrohne

Missionsbesprechung Schub beim Start Aufstieg auf Flughöhe Reiseflug und Bremsen Paketabwurf

12Elastische Energie

Elastische potenzielle Energie Federwerfer Energie mit Federn Wiederholung – Federwerfer

15Kreisbewegung

Gleichförmige Kreisbewegung Zentripetalbeschleunigung Horizontale Kreisbewegungen Vertikale Kreisbewegungen Der Looping Wiederholung – Auto in einer Kurve

18Abschließende Herausforderungen

Wiederholung – Stunt-Rampe Wiederholung – Crashtest Wiederholung – Raumsonde