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Ansatz zu "Überhol-Aufgabe" gesucht!

Frage: Ansatz zu "Überhol-Aufgabe" gesucht!
(22 Antworten)


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Hallo!

Ich habe hier eine Aufgabe, bei der ich einfach keinen Ansatz finde.

Es soll berechnet werden, mit welcher Mindestsichtweite ein Auto auf einer Landstraße (Geschwindigkeitsbegrenzung 100km/h) einen LKW (Geschwindigkeit 80 km/h) überholen kann, wenn Gegenverkehr herrscht.
Folgende Angaben gelten als gegeben: Das Auto fährt mit einer konstanten Geschwindigkeit von 100km/h, der LKW konstant mit 80 km/h. Der PKW ist 5m lang, der LKW 15m. Der Gegenverkehr hat eine Geschwindigkeit von 100km/h. Das Auto soll vor und nach dem Überholvorgang einen Sicherheitsabstand von jeweils 20m einhalten. Berechne die notwendige Sichtweite.


Ich weiß zwar, dass ich folgende Formeln brauche, aber ich krieg einfach keinen vernünftigen Ansatz hin...

s(t)=v*t+s(0)

v=s/t

Hoffe ihr könnt mir helfen. :)

Grüße
Maia
Frage von Maia_eats_u (ehem. Mitglied) | am 11.10.2011 - 15:27


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Antwort von 00Frie | 11.10.2011 - 17:35
@ flohjomojo: dein "rechenweg" stimmt ganz und gar nicht.

@ maja
der weg stimmt noch nicht ganz.

|auto|....20m.....|..LKW..|...20m...|auto|

du musst dir jetzt die spitze von deinem auto angucken. sie legt erst die 20m abstand zurück,
dann die länge des LKW, dann noch mal die 20m. aber dann muss sie noch einmal die länge des autos zurücklegen, sonst wäre ja der abstand zwischen LKW-Nase und Auto-Hinterteil nur 15m.

also kommt insgesamt s = 20m + 15m + 20m + 5m = 60m
das war der erste schritt.

jetzt mach es genau so wie ich es dir gesagt habe. stell dir vor, du sitzt im LKW und das auto fährt an dir vorbei. wie groß ist die geschwindigkeit zwischen dem LKW und dem auto? diese geschwindigkeit nennt sich auch "Relativgeschwindigkeit" oder "Geschwindigkeitsdifferenz". Lässt sich ganz leicht berechnen, dazu brauchst du keine von den beiden formeln, sondern nur vorstellungsvermögen. also? v=?
das war der zweite schritt.

aus den beiden schritten kannst du jetzt die zeit berechnen für den gesamten überholvorgang. über die formel:

v=s/t umgestellt nach t

einsetzen musst du dann:
für s: den gesamtweg, den das auto bezogen auf den LKW zurücklegen muss (siehe oben)
für v: die relativgeschwindigkeit zwischen den fahrzeugen (siehe oben)

das war schritt drei

erst wenn die schritte klar sind würde ich weiter rechnen/nachdenken!

----
zur erklärung:
die aufgabe ist aus der sicht eines beobachters am straßenrand beschrieben. aus dieser sicht wäre es jedoch recht kompliziert die aufgabe zu lösen. von daher ändern wir unseren standpunkt und bewegen uns in den LKW hinein (und lassen die umgebung völlig außen vor). wenn wir im LKW sitzen, dann bewegen wir uns genauso schnell wie er. das heißt es gibt keine relativgeschwindigkeit zwischen dem LKW und uns. aus unserer sicht bewegt sich der LKW gar nicht. aber das auto bewegt sich an uns vorbei wenn wir aus dem fenster gucken, und zwar mit einer deutlich geringeren geschwindigkeit als es vom straßenrand aussehen würde.

das kennt man von der autobahn. wenn man am straßenrand steht kann man keine gesichter etc. erkennen, da die autos viel zu schnell sind. aber wenn man sie überholt, kann man sie sich oft mehrere sekunden ansehen, da die geschwindigkeitsdifferenz zwischen den autos deutlich kleiner ist.

aus der sicht des lkw fahrers lässt sich somit die überholzeit deutlich leichter berechnen (siehe schritt 3)


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Antwort von 00Frie | 11.10.2011 - 16:23
Erst brauchst du den gesamtweg für den überholvorgang. Wie groß ist der? (Skizze!)

Dann stell dir vor du sitzt in dem LKW wie schnell fährt das auto an dir vorbei?

Wie lange braucht das auto somit, um den gesamten überholweg mit dieser relativgeschwindigkeit (geschwindigkeitsdifferenz) zurückzulegen?

Bis hierher alles klar? Auf welches ergebnis kommst du?


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Antwort von Maia_eats_u (ehem. Mitglied) | 11.10.2011 - 16:35
Laut meiner Skizze ist der Weg 55m lang.

_______________________________________________________________________
#PKW (5m; 100km/h)# <-20m #LKW (15m; 80km/h)# <-20m #PKW (5m; 100km/h)#
_______________________________________________________________________
#Gegenverkehr (5m; 100km/h)# --> --> --> --> --> --> --> --> --> -->
_______________________________________________________________________

Oder was meintest du?

Mit welcher Formel soll ich eig anfangen?


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Antwort von Flohjomojo (ehem. Mitglied) | 11.10.2011 - 16:44
versuchs mal ohne die formel rechne um wie meter die beiden fahrzeuge in der sekunde zurücklegen welches ergebnis hast du dann


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Antwort von Maia_eats_u (ehem. Mitglied) | 11.10.2011 - 16:48
Du meinst also der PKW 2,78m/s und der LKW 2,23m/s? Was sagt mir das jetzt? Ich werd hier nur noch mehr verwirrt...


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Antwort von Flohjomojo (ehem. Mitglied) | 11.10.2011 - 16:50
so wenn der lkw 15 m lang ist dann weist das das auto circa 5 sekunden brauch um den lkw zu überholen da der lkw eh langsermer fährt kommt dies hin schon is aufgabe gelöst


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Antwort von Maia_eats_u (ehem. Mitglied) | 11.10.2011 - 16:52
Von wegen gelöst... Du scheinst die Aufgabenstellung gar nicht zu verstehen... Ich muss errechnen, wie weit der PKW-Fahrer schauen können muss, um den LKW sicher überholen zu können und dabei den Gegenverkehr berücksichtigen.


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Antwort von Flohjomojo (ehem. Mitglied) | 11.10.2011 - 17:02
frag nen fahrschullehrer man brauch nicht gleichpatzig werden


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Antwort von Johannes_de_silentio (ehem. Mitglied) | 11.10.2011 - 17:21
du musst deine beiden formeln gleichsetzen ... :


2,78m/s *t =2,23m/s * t + 60m (60m weil: 2* 20m + 15m + 5m )

jetzt kannst du t ausrechnen und t ist dann die zeit die zum überholen gebraucht wird, dadurch kannst du dir dann die sichtweite ausrechnen


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Antwort von Maia_eats_u (ehem. Mitglied) | 11.10.2011 - 17:28
@Johannes:

Danke! Hast mir echt den Hals gerettet... ^^

Grüße
Maia


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Antwort von 00Frie | 11.10.2011 - 17:35
@ flohjomojo: dein "rechenweg" stimmt ganz und gar nicht.

@ maja
der weg stimmt noch nicht ganz.

|auto|....20m.....|..LKW..|...20m...|auto|

du musst dir jetzt die spitze von deinem auto angucken. sie legt erst die 20m abstand zurück,
dann die länge des LKW, dann noch mal die 20m. aber dann muss sie noch einmal die länge des autos zurücklegen, sonst wäre ja der abstand zwischen LKW-Nase und Auto-Hinterteil nur 15m.

also kommt insgesamt s = 20m + 15m + 20m + 5m = 60m
das war der erste schritt.

jetzt mach es genau so wie ich es dir gesagt habe. stell dir vor, du sitzt im LKW und das auto fährt an dir vorbei. wie groß ist die geschwindigkeit zwischen dem LKW und dem auto? diese geschwindigkeit nennt sich auch "Relativgeschwindigkeit" oder "Geschwindigkeitsdifferenz". Lässt sich ganz leicht berechnen, dazu brauchst du keine von den beiden formeln, sondern nur vorstellungsvermögen. also? v=?
das war der zweite schritt.

aus den beiden schritten kannst du jetzt die zeit berechnen für den gesamten überholvorgang. über die formel:

v=s/t umgestellt nach t

einsetzen musst du dann:
für s: den gesamtweg, den das auto bezogen auf den LKW zurücklegen muss (siehe oben)
für v: die relativgeschwindigkeit zwischen den fahrzeugen (siehe oben)

das war schritt drei

erst wenn die schritte klar sind würde ich weiter rechnen/nachdenken!

----
zur erklärung:
die aufgabe ist aus der sicht eines beobachters am straßenrand beschrieben. aus dieser sicht wäre es jedoch recht kompliziert die aufgabe zu lösen. von daher ändern wir unseren standpunkt und bewegen uns in den LKW hinein (und lassen die umgebung völlig außen vor). wenn wir im LKW sitzen, dann bewegen wir uns genauso schnell wie er. das heißt es gibt keine relativgeschwindigkeit zwischen dem LKW und uns. aus unserer sicht bewegt sich der LKW gar nicht. aber das auto bewegt sich an uns vorbei wenn wir aus dem fenster gucken, und zwar mit einer deutlich geringeren geschwindigkeit als es vom straßenrand aussehen würde.

das kennt man von der autobahn. wenn man am straßenrand steht kann man keine gesichter etc. erkennen, da die autos viel zu schnell sind. aber wenn man sie überholt, kann man sie sich oft mehrere sekunden ansehen, da die geschwindigkeitsdifferenz zwischen den autos deutlich kleiner ist.

aus der sicht des lkw fahrers lässt sich somit die überholzeit deutlich leichter berechnen (siehe schritt 3)


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Antwort von 00Frie | 11.10.2011 - 17:47
Ergänzung:
der weg von johannes ist natürlich vollkommen richtig, es ist der (aus meiner sicht) "kompliziertere" weg aus sicht des beobachters am straßenrand. dieser rechenweg geht schneller, aber du solltest auch wissen, warum man die gleichungen in dieser form gleichsetzen muss. das ergebnis sollte das gleiche sein.


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Antwort von Maia_eats_u (ehem. Mitglied) | 11.10.2011 - 17:48
Ich hab jetzt beide Wege verstanden. ^^ Danke euch beiden! :)



Grüße
Maia


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Antwort von Maia_eats_u (ehem. Mitglied) | 11.10.2011 - 17:58
Als letzten Schritt müsste ich ja jetzt berechnen wann der Gegenverkehr und der LKW auf einer Höhe sind... Wie mach ich das denn, wenn ich nicht weiß wie weit der Gegenverkehr entfernt ist?


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Antwort von Johannes_de_silentio (ehem. Mitglied) | 11.10.2011 - 18:09
2,78m/s *109s = 300m

also es werden 300 m zum überholen insgesamt an strecke zurückgelegt...

=> der gegenverkehr fährt auch maximal 100km/h

also ich vermute, du musst einfach nur 300m * 2 rechnen und dann haste die sichtweite ^^


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Antwort von Maia_eats_u (ehem. Mitglied) | 11.10.2011 - 18:13
Zuerstmal: Sorry, ich hab mich vertippt. Es heißt nicht 2,78m/s, sondern 27,78m/s. Und wie kommst du auf 109 Sekunden? Ich komm für sie Zeit des gesamten Überholvorgangs auf ca. 10,8 Sekunden...


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Antwort von Johannes_de_silentio (ehem. Mitglied) | 11.10.2011 - 18:14
ich hab deinen vertippfehler übernommen daher kommt der unterschied in einer 10ner potenz


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Antwort von Maia_eats_u (ehem. Mitglied) | 11.10.2011 - 18:16
Naja, okay. Damit komm ich noch klar, aber dein Rechenweg ist mir einfach nicht klar... Wie kommst du darauf? Ich versteh nur noch chinesisch...


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Antwort von 00Frie | 11.10.2011 - 18:18
japp der ansatz von johannes ist genau richtig. der fehler in den zahlen ist ja gefunden...


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Antwort von Maia_eats_u (ehem. Mitglied) | 11.10.2011 - 18:21
Okay, hab`s auch erstmal so übernommen... Danke!


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Antwort von Maia_eats_u (ehem. Mitglied) | 11.10.2011 - 18:37
Da ich die Lösung der Aufgabe erklären können muss noch eine gaaaaaaanz kurze Frage: Wie kommt man auf 300m*2? (Wie man auf 300m kommt hab ich raus, aber warum mal 2?)

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