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Geschwindigkeit als Vektor IV

Infobox

Diese Seite ist Teil einer Materialiensammlung zum Bildungsplan 2004: Grundlagen der Kompetenzorientierung. Bitte beachten Sie, dass der Bildungsplan fortgeschrieben wurde.

Der Heidelberger Triathlon HeidelbergMan beginnt mit dem Schwimmen im Neckar. Dieser hat eine Fließgeschwindigkeit von ca. 10 cm/s. Ein guter Schwimmer schwimmt mit einer Geschwindigkeit von 1,5 m/s.

Die Rolle der Zusatzgeschwindigkeit hat im Folgenden die Geschwindigkeit des Schwimmers.

  1. Berechne die resultierenden Geschwindigkeiten einmal mit und einmal gegen die Strömungsrichtung.
  2. Veranschauliche die Geschwindigkeitsaddition mithilfe der Vektorpfeile.
  • Der Sieger des HeidelbergMan 2012 benötigte für die 1600 m lange Strecke in Strömungsrichtung eine Zeit von 0:18:01.
    1. Bestimme die Eigengeschwindigkeit des Schwimmers.

    Ein Schwimmer möchte nun den Neckar an einer 150 m breiten Stelle durchqueren. Dabei startet er in Position A (siehe Abbildung) mit konstanter Geschwindigkeit von 0,60 m/s orthogonal zur Flussrichtung.

    Fluß
    1. Begründe, weshalb der Schwimmer nicht in B ankommt.
    2. Bestimme den Abstand des Ankunftspunktes C zu Position B.
    3. Bestimme den Betrag der resultierenden Geschwindigkeit mittels Vektoraddition.
    4. Berechne den Geschwindigkeitsbetrag mithilfe des Vektordiagramms.
    Zusatz:
    Bestimme den Winkel zur Richtung AB, unter welchem der Schwimmer schwimmen müsste, damit er in Position B ankommt.
    Hinweis: Für die Zusatzaufgabe liegen am Pult gestufte Hilfen bereit!

    a) v mit = 1,6 m/s; v ohne = 1,4 m/s
    c) v = 1,38 m/s
    e) Δs ≈ 25 m
    f)+g) v res ≈ 0,61 m/s

     

    Geschwindigkeit als Vektor IV: Herunterladen [docx] [110 KB]