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1

Dienstag, 3. November 2009, 19:44

Hilfe zu ner Physikhausarbeit

Hallo zusammen,

ich benötige Hilfe bei einer Physik aufgabe, habe schon etliche Möglichkeiten durchgerechnet, komme aber immer auf ein anderes Ergebnis.
Also:
Ein Flugzeug fliegt konstant mit 350 km/h plus rückenwind eine 500 Km lange Strecke. Für den Rückweg benötigt es aufgrund des Gegenwindes 20 min länger. Wie groß ist die Windgeschwindigkeit.

Wäre super wenn mir noch jemand bis morgen helfen könnte.

Besten dank

Newflyer2306

RCLine User

Wohnort: Straubing Bayern

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2

Dienstag, 3. November 2009, 19:55

Re

Auf was für ein Ergebnis kommst du denn?Ich hab zwar jetz keine Formel aber ich bin irgendwie auf 100kmh windgeschwindigkeit gekommen ?! :D

Addicted

RCLine User

Wohnort: LK DA-DI

Beruf: Dipl.-Ing. Bauingenieur

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3

Dienstag, 3. November 2009, 20:06

...sind die 350km/h mit oder ohne Rückenwind? Wie ist das "plus" gemeint? Inklusive oder zusätzlich Wind?
...nein Schatz, das ist das gleiche Modell...!

:angel:


Auf Wunsch eines Mods wurde dieser Teil der Signatur gelöscht. Und dass nur, weil sein Virenscanner bei Java "dichtmacht"...

4

Dienstag, 3. November 2009, 20:14

RE: Hilfe zu ner Physikhausarbeit

Zitat

Ein Flugzeug fliegt konstant mit 350 km/h plus rückenwind eine 500 Km lange Strecke. Für den Rückweg benötigt es aufgrund des Gegenwindes 20 min länger. Wie groß ist die Windgeschwindigkeit.


s = 500km
v = 350 km/h = (350/60) (km/min) (angezeigte Geschwindigkeit im Cockpit)

s = (v + v_wind) * t_hin
s = (v - v_wind) * (t_hin + 20min)

Erste Gleichung nach t_hin umstellen, einsetzen in zweite Gleichung.

Mit ein bisschen Umformen ergibt sich eine quadratische Gleichung für v_wind.

Ciao
Wolle

ducfieber

RCLine User

Wohnort: Frankfurt (Oder)

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5

Dienstag, 3. November 2009, 20:18

auf gehts:

er fliegt eine strecke von 500km. u hat eine geschwindigkeit von 350km/h

500km/ 350km/h = 1,4286h mal 60= 85,72min Ergebniss für hinflug

zurück:

85,72min + 20min = 105,72min /60 = 1,762h
500km / 1,762h = 283,7684 geschwindigkeit rückflug

rücken wind:
350km/h - 283,7684 = 66,2316 = 66Km/h windgeschwindigkeit


edit: oh ja hier das ergebniss schon :D
ich hoffe meine eins ist berechtigt in Ph. (12 Klasse Fachabi Wirtschaft)
Welche klasse bist du?

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »ducfieber« (3. November 2009, 20:21)


6

Dienstag, 3. November 2009, 20:32

Zitat

Original von ducfieber
ich hoffe meine eins ist berechtigt in Ph. (12 Klasse Fachabi Wirtschaft)


Ist ja auch Stoff der 8.Klasse :nuts:

ducfieber

RCLine User

Wohnort: Frankfurt (Oder)

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7

Dienstag, 3. November 2009, 20:38

das glaube ich, sage ja nicht das die note schwer erarbeitet war. besonders als modellbauer ist dies finde ich eh noch leichter. weil man einfach was mit zahlen u einheiten anfangen kann u so ein besseren überblick hat.
ich habe ph nur in der 12 klasse und 2h die woche. u 11 klasse nichts mit ph.
u naja 8 klasse ist bei mir doch schon 9jahre her :tongue:


kommt denn wer auf das gleiche ergebniss überhaupt?

gruß
torsten

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »ducfieber« (3. November 2009, 20:40)


trak

RCLine Neu User

Wohnort: NDS

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8

Dienstag, 3. November 2009, 21:09

Hey,

Wolle, wenn ich die zweite Gleichung nach v_wind umstelle, komme ich aber auf v_wind = v - 10500/37 ; wo steckt da das Quadrat? ;)
Es gillt ja noch: "v = 350 - v_wind", das kann entweder vor dem Auflösen nach v_wind mit in die zweite Formel, oder danach noch mit einbezogen werden.

Torsten, du rechnest doch den Unterschied zwischen der Geschwindigkeit beim Hinflug und der Geschwindigkeit beim Rückflug aus. Das ist aber das doppelte der Windgeschwindigkeit (v_hin = 350 - v_wind ; v_zurück = v + v_wind), oder nicht?

So komme ich für beide Rechenweisen auch auf die selbe Windgeschwindigkeit.

Gruß, Nils

PS: Darf mich jetzt noch mit Matrizen rumschlagen...

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »trak« (3. November 2009, 21:13)


9

Dienstag, 3. November 2009, 22:57

Zitat

Original von ducfieber
auf gehts:

er fliegt eine strecke von 500km. u hat eine geschwindigkeit von 350km/h

500km/ 350km/h = 1,4286h mal 60= 85,72min Ergebniss für hinflug


STOP! FALSCHER ANSATZ!!!

Die Aufgabe ist nur dann wirklich sinnvoll (und relevant in der echten Luftfahrt), wenn die gegebene Geschwindigkeit die im Cockpit angezeigte Geschwindigkeit (IAS) ist!

Diese wird herkömmlich über ein Prandtl-Rohr gemessen (siehe z.B. Wikipedia). Auf Grund der Messmethode wird jedoch nur die Geschwindigkeit des Flugzeuges in der Luft, die es umgibt gemessen. Wenn sich nun die Luft mit 100km/h (ANNAHME!!!) bewegt und das Flugzeug darin (!) mit angezeigten 350km/h in Windrichtung (Rückenwind, wegen kürzerer Flugzeit) fliegt, so bewegt es sich mit insgesamt 450km/h über Grund und DAS wäre die Geschwindigkeit, mit der deine Rechnung aufgeht. Hierzu muss man aber die Luftgeschwindigkeit erstmal kennen - ich habe zu Erklärungszwecken nur eine angenommen! Wir kennen sie nicht!

(Wäre wie, wenn du in der S-Bahn läufst. Du fänsgt ganz hinten an und läufst mit 5km/h. Du stoppst die Zeit zwischen zwei Haltestellen auf 3 Minuten. Nach deiner Rechnung wäre die Entfernung der beiden Haltestellen nun mit s=v*t ganze 250m. Das ist aber falsch, weil du die Geschwindigkeit des Zuges vernachlässigst. In der gestellten Aufgabe ist der Zug die sich bewegende Luft ("Wind") und das Flugzeug ist der Laufende.)

10

Dienstag, 3. November 2009, 23:18

Zitat

Original von trak
Wolle, wenn ich die zweite Gleichung nach v_wind umstelle, komme ich aber auf v_wind = v - 10500/37 ; wo steckt da das Quadrat? ;)


Nein, dann kommt man auf

v_wind = v - (s / (t_hin + 20min))

Hierbei ist t_hin unbekannt und kann eben aus der ersten Gleichung ermittelt werden. Wenn man es als Gleichungssystem betrachtet, so ist t_hin und v_wind unbekannt, also 2 Gleichungen, 2 Unbekannte. WIE man beide Gleichungen miteinander verwurstet... naja, viele Wege fürhren nach Rom. Aber

v_wind = v - 10500/37

ist alles andere, als korrekt. Warum? Weil da z.B. schonmal die Einheiten fehlen... (bzw. wo hast du t_hin hergenommen?)


Zitat

Original von trak
Es gillt ja noch: "v = 350 - v_wind", das kann entweder vor dem Auflösen nach v_wind mit in die zweite Formel, oder danach noch mit einbezogen werden.


Nein. Erstens widerspricht es in meinen Augen der Plausibilität der Aufgabenstellung im Kontext des Anwendungsfalles. Diese würde nämlich ein Plus auf der resten Seite erzeugen. Das steht auch im Ursprungsposting ("350km/h PLUS Rückenwind").

Außerdem müsstest du mal noch die Umstellung der zweiten Gleichung erläutern bzw. was du für t_hin einsetzt. Ohen das nützt dir obige Gleichung nämlich nicht viel...



Also nochmal: Die Aussage ist, dass zweimal ein Weg zurückgelegt wird, aber mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Einmal Rückenwind (plus), einmal Gegenwind (minus). Für die Strecken braucht man unterschiedliche Zeiten, einmal t_hin, einmal 20min mehr (t_rück = t_hin+20min). s=v*t sollte bekannt sein. Das stellen wir also als Gleichungen auf

1. s = (v + v_wind) * t_hin
2. s = (v - v_wind) * (t_hin + 20min)

Aus 1. ergibt sich t_hin = s / (v+v_wind)
Setzt man das in 2. ein und teilt schonmal durch (v - v_wind) ergibt sich:

s / (v - v_wind) = s / (v + v_wind) + 20min

daraus: (minus s/(v+v_wind) und dann den Bruch gleichnamig machen)

(s*(v+v_wind))/((v - v_wind)*(v + v_wind)) - (s*(v - v_wind))/((v - v_wind)*(v + v_wind)) = 20min

durch s (Weg, nicht Sekunde!!!) teilen, Nenner ergibt binomische Formel (a-b)*(a+b)= a² - b²

20min * (1/s) = (v + v_wind - v + v_wind) / (v² - v_wind²)

v hebt sich im Zähler weg, Umstellen auf Normalform einer quadratischen Gleichung:

20min/s * (v² - v_wind²) - 2*v_wind = 0

Schöner geschrieben:

0 = v_wind² + (2s / 20min)*v_wind - v²

Ausrechnen bitte selber.

Ciao
Wolle


P.S.: Der KONTEXT der Aufgabe sollte einen Modellflieger doch gerade interessieren. Also mal Prandtl-Rohr bei Wikipedia nachlesen...

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Wolle69« (3. November 2009, 23:22)


ducfieber

RCLine User

Wohnort: Frankfurt (Oder)

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11

Mittwoch, 4. November 2009, 11:50

Also keine ahnung was da für ein ergebniss genau verlangt wird. aber ich glaube ihr seht es zu genau. wenn das wirklich stoff der 8 klasse sein soll.
gruß
torsten

edit @ nils du könntest recht haben wenn ich dich zu recht verstehe.

meine 66km/h müssten warscheinlich halbiert werden. weil ja er hinzu mit rücknwind fliegt u zurück ja dagegen. also bei ein unter schied von 66km/h dürfte die windgeschwindigkeit bei 33km liegen.

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »ducfieber« (4. November 2009, 11:54)


12

Mittwoch, 4. November 2009, 12:03

Zitat

Original von Wolle69

Zitat

Original von ducfieber
auf gehts:

er fliegt eine strecke von 500km. u hat eine geschwindigkeit von 350km/h

500km/ 350km/h = 1,4286h mal 60= 85,72min Ergebniss für hinflug


STOP! FALSCHER ANSATZ!!!

Die Aufgabe ist nur dann wirklich sinnvoll (und relevant in der echten Luftfahrt), wenn die gegebene Geschwindigkeit die im Cockpit angezeigte Geschwindigkeit (IAS) ist!

Diese wird herkömmlich über ein Prandtl-Rohr gemessen (siehe z.B. Wikipedia). Auf Grund der Messmethode wird jedoch nur die Geschwindigkeit des Flugzeuges in der Luft, die es umgibt gemessen. Wenn sich nun die Luft mit 100km/h (ANNAHME!!!) bewegt und das Flugzeug darin (!) mit angezeigten 350km/h in Windrichtung (Rückenwind, wegen kürzerer Flugzeit) fliegt, so bewegt es sich mit insgesamt 450km/h über Grund und DAS wäre die Geschwindigkeit, mit der deine Rechnung aufgeht. Hierzu muss man aber die Luftgeschwindigkeit erstmal kennen - ich habe zu Erklärungszwecken nur eine angenommen! Wir kennen sie nicht!

(Wäre wie, wenn du in der S-Bahn läufst. Du fänsgt ganz hinten an und läufst mit 5km/h. Du stoppst die Zeit zwischen zwei Haltestellen auf 3 Minuten. Nach deiner Rechnung wäre die Entfernung der beiden Haltestellen nun mit s=v*t ganze 250m. Das ist aber falsch, weil du die Geschwindigkeit des Zuges vernachlässigst. In der gestellten Aufgabe ist der Zug die sich bewegende Luft ("Wind") und das Flugzeug ist der Laufende.)


Nein, das glaube ich nicht.
Die Geschwindigkeit ist sicher die von einem Beobachter gemessene

13

Mittwoch, 4. November 2009, 16:17

Wer weis wie die Aufgabenstellung ist.....

Zitat


Ein Flugzeug fliegt konstant mit 350 km/h plus Rückenwind eine 500 Km lange Strecke. Für den Rückweg benötigt es aufgrund des Gegenwindes 20 min länger. Wie groß ist die Windgeschwindigkeit.


der braucht nicht glauben....
Was ist den an der Aufgabenstellung so mißvertändlich?

MFG
Dany

Daniel wird beschleunigt von seiner ZZR1100

14

Mittwoch, 4. November 2009, 21:10

Servus!

Seh ich auch so. Im Übrigen ist in einem wissenschaftlichen Unterrichtsfach auch nix mit "Glauben" getan, sondern ausschließlich mit ebenso wissenschaftlichen Argumenten. Also nochmal:

Woher kommt das t_hin in der obigen Lösung?
Was ist an meiner Lösung falsch?

Ciao
Wolle

P.S.: Wäre schön, wenn die Lösung des Leerkörpers noch kurz präsentiert werden würde...

Zitat

Original von Dany_the_kid
Wer weis wie die Aufgabenstellung ist.....
der braucht nicht glauben....
Was ist den an der Aufgabenstellung so mißvertändlich?

15

Mittwoch, 4. November 2009, 21:27

Zitat

Original von Wolle69
P.S.: Wäre schön, wenn die Lösung des Leerkörpers noch kurz präsentiert werden würde...


Leerkörper :D ==[]

trak

RCLine Neu User

Wohnort: NDS

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16

Mittwoch, 4. November 2009, 23:17

Hallo,

kurz vorweg: Ich bin bei meiner Rechnung davon ausgegangen, dass die Geschwindigkeit des Flugzeuges von einem Beobachter in km/h im Vergleich zum Boden gemessen wurde und schon die Beeinflussung durch den Wind beinhaltet.

v_wind = v - 10500/37 mit Einheiten: v_wind = v - 10500/37 [km/h]

Ausgerechnet aus "v_wind = v - (s / (t_hin + 20min))" wobei ich für t_hin angenommen habe: "t_hin = 500 [km/h] / 350 [km/h]".

Klar, dass dies nur bei vereinfachten Annahmen funktioniert. Und sicherlich kann man jetzt sagen, ich hätte mich nicht genau an die Aufgabenstellung gehalten. Die klang mir allerdings eher nach einer Hausaufgabe irgendwo zischen 8. und 11. Klasse und dort wurden bei meinen Aufgabenstellungen immer Geschwindigkeiten etc. von außen betrachtet.

Ohne diese vereinfachte Annahme ist dein Lösungsweg natürlich der richtige. Ich finde deine Heransgehensweise übrigens wirklich interessant - und das meine ich ganz ohne Kritik o.ä.! Ich schätze mal, du hast Mathematik studiert?

Viele Grüße,
NIls :) ;)

bswoolf

RCLine User

Wohnort: Hannover

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17

Donnerstag, 5. November 2009, 09:00

Dafür muß man nicht Mathe studiert haben. Ist normaler Oberstufenstoff. Zu meiner Schande muß ich gestehen. Ich kriegs nicht mehr hin. Ist aber auch 20 Jahre her. Und nie wieder angewendet.
Gruß,
Wolfgang
[SIZE=1]Es hat ganz harmlos mit einem Piccoz angefangen:
Jetzt muß ich anbauen.
[/SIZE]

viperchannel

RCLine Team

Wohnort: D- 74172 Neckarsulm

Beruf: Multitalent

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18

Donnerstag, 5. November 2009, 09:42

Zitat

Original von bswoolf
Dafür muß man nicht Mathe studiert haben. Ist normaler Oberstufenstoff. Zu meiner Schande muß ich gestehen. Ich kriegs nicht mehr hin. Ist aber auch 20 Jahre her. Und nie wieder angewendet.



Ich bin mir fast sicher, dass ich soetwas schonmal in der 9ten Klasse gerechnet habe. Da wars kein Flugzeug, sondern ein Schiff.


Aber Schande über mich, ich bekomms auch nichtmehr hin. So ist das eben bei vielem, was man in der Schule lernt..... Einmal gelernt, einmal geprüft, einmal vergessen :D
Gruß Frank!

19

Donnerstag, 5. November 2009, 11:59

Zitat

Original von Wolle69
Servus!

Seh ich auch so. Im Übrigen ist in einem wissenschaftlichen Unterrichtsfach auch nix mit "Glauben" getan, sondern ausschließlich mit ebenso wissenschaftlichen Argumenten. Also nochmal:

Woher kommt das t_hin in der obigen Lösung?
Was ist an meiner Lösung falsch?


Die ganze Interpretation der Aufgabenstellung :dumm:

trak

RCLine Neu User

Wohnort: NDS

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20

Donnerstag, 5. November 2009, 16:13

Zitat

Original von bswoolf
Dafür muß man nicht Mathe studiert haben.


Türlich muss man das nicht, aber zeig mir mal einen Oberstufenschüler der sich hin setzt und das rein aus Interesse genau so durchrechnet. :tongue: Und alle älteren können sich meißtens nicht mehr richtig daran erinnern, es sei denn, sie haben öfters damit zu tun.
Letztendlich ja auch völlig wurscht, wo bleibt Aufklärung, wie die Aufgabe denn nun gemeint war? ==[]