Aufgabe:
(2) Freier Fall eines Körpers.
3.39 Ein Stein wird zum Zeitpunkt t=0 s aus einer Höhe von 125 m über dem Erdbodenaus der Ruhe fallengelassen. Dann gitt ohne Berücksichtigung des Luftwiderstands für seine Höhe h über dem Erdboden (h(t) in m,t in s⟩ h(t)=125−21gt2 mit g≈10 m/s2
a) Berechne die Geschwindigkeit des Steins zum Zeitpunkt t=2 s.
b) Berechne die mittlere Geschwindigkeit in den ersten zwei Sekunden.
c) Ermittle den Zeitpunkt, zu dem der Stein am Boden auftrifft sowie auch die Geschwindigkeit, mit der dies erfolgt.
Lösung:
3.39 a) Geschwindigkeit v(t)=h′(t)=0−10⋅t=−10⋅t;v(2)=−20 m/s
b) Mittlere Geschwindigkeit vˉ=2−0v(2)−v(0)=2−20−0=−10 m/s
c) h(t)=0=125−5t2⇒t1=5s (die Lösung t1=−5s ist hier nicht sinnvoll). v(5)=−10⋅5=−50 m/s
Der Stein trifft nach 5 Sekunden mit einer Geschwindigkeit von 50 m/s am Boden auf. . Seknden mit ine
(3) HÜ
Fortsetzung von Beispiel 3.39.
(a) Erstelle eine Wertetabelle für die Höhe h(t) des Steines für die ersten 5 Sekunden.
(b) Stelle die Funktion h(t) graphisch dar. Verwende dabei folgenden Maßstab: 1 Sekunde ≜1 cm,10 m≜1 cm
(c) Berechne die Geschwindigkeit des Steines zu den Zeitpunkten t=1 s und t=3s
(d) Berechne die mittlere Geschwindigkeit des Steines in den ersten 5 Sekunden.
Problem/Ansatz:
Wie kommt man auf die obrige Lösung