(Originais Teachy 2023) - Frage Sehr schwierig von Physik

Erklären Sie kurz die drei Gesetze von Kepler und wie sie helfen, die Bewegung der Planeten im Sonnensystem zu verstehen. Lösen Sie anschließend folgendes Problem: Wenn ein Planet eine Umlaufzeit von 3 Jahren hat und sich im Durchschnitt 2,5 astronomischen Einheiten von der Sonne entfernt befindet, wie groß ist der Radius seiner Umlaufbahn? (Berücksichtigen Sie das Keplersche Gesetz, das die Umlaufzeit und den Radius der Umlaufbahn in Beziehung setzt)

Ein Objekt schwingt von einem Ende zum anderen an einer Masse, die an einer horizontalen Feder befestigt ist. Die Zeit, die das Objekt benötigt, um die Entfernung von einem Ende zum anderen zu überwinden, wird als Periode bezeichnet. Ein Chemiker bemerkt, dass die Masse 4 Sekunden benötigt, um in die Ausgangsposition zurückzukehren. Wenn die Amplitude der Bewegung 0,5 Meter beträgt, wie hoch ist die maximale Geschwindigkeit des Objekts, wenn es sich im harmonischen einfachen Schwingungszustand (MHS) befindet?

In einem Motorsportwettbewerb befindet sich das Auto A auf der Strecke und bewegt sich geradlinig. Seine Position in Abhängigkeit von der Zeit wird durch die Gleichung s(t) = 2t³ - 3t² + 5 beschrieben (wobei s in Metern und t in Sekunden gemessen wird). Ein Ingenieur eines Unternehmens, das nachhaltige Automobiltechnologien entwickelt, analysiert diese Bewegung und beabsichtigt, die momentane Beschleunigung des Fahrzeugs zu verschiedenen Zeitpunkten zu ermitteln. (a) Bestimmen Sie die Gleichung, die die Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit dieses Autos darstellt. (b) Berechnen Sie die momentane Beschleunigung des Autos bei t=2s.