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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 09:59 Do 14.10.2004 | | Autor: | ami2604 |
Ein Kind mit einer Masse von m=29kg steht auf einer glatten Eisfläche und wírft einen Ball m=1kg) waagerecht gegen die Wand. Der Ball, der mit einer Geschwindigkeit V = 5 m/S dort auftritt, werde elastisch reflektiert und von dem Kind wieder aufgefangen. Wie groß ist die Geschwindigkeit v des Kindes auf dem Eis nach dem Auffangen des Balles, wenn Reibungskraft vernachlässigt und nur horizentale Bewegung betrachtet werden.
Kapiert das einer ich weis nämlich nicht ob man die Gewichtskraft mit beachten sollte.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 11:39 Do 14.10.2004 | | Autor: | Andi |
Hallo Ami,
erstmal ein herzliches Willkommen im Physikraum!
![[willkommenphr]](/images/smileys/willkommenphr.png "[willkommenphr]")
> Ein Kind mit einer Masse von m=29kg steht auf einer glatten
> Eisfläche und wírft einen Ball m=1kg) waagerecht gegen die
> Wand.
Also gut fangen wir mal an ..... Wenn das Kind den Ball von sich wegwirft bekommt der Ball einen Impulst [mm] p_B=m_B*v_B [/mm].
Nach dem Impulserhaltungssantz muss aber die Summe der Impulse konstant sein. Da vor dem Werfen die Summe der Impulse Null war, muss sie nach dem Werfen wieder Null sein. Das heißt auch das Kind bekommt einen Impuls [mm] p_K=m_K*v_K [/mm] in die entgegengesetzte Richtung
so dass gilt:
[mm] p_B=p_K [/mm]
[mm] m_B*v_B=m_K*v_K [/mm]
> Der Ball, der mit einer Geschwindigkeit V = 5 m/S
> dort auftritt, werde elastisch reflektiert und von dem Kind
> wieder aufgefangen.
Wenn das Kind den Ball nun wieder auffängt, handelt es sich um einen inelastischen Stoß.
Es gilt:
[mm] m_B*v_B+m_K*v_K=(m_B+m_K)*v_{K+B} [/mm]
>Wie groß ist die Geschwindigkeit v des
> Kindes auf dem Eis nach dem Auffangen des Balles, wenn
> Reibungskraft vernachlässigt und nur horizentale Bewegung
> betrachtet werden.
Die letzte Gleichung kannst du nach [mm]v_{K+B}[/mm] auflösen und erhällst die Geschwindigkeit des Kindes mit dem Ball.
> Kapiert das einer ich weis nämlich nicht ob man die
> Gewichtskraft mit beachten sollte.
Die Gewichtskraft brauchst du nicht beachten, da Reibungskräfte vernachlässigt werden.
Die komplette Aufgabe kann man mit dem Impulserhaltungsatz lösen.
Versuche nun mal die Aufgabe ganz zu lösen und Teil uns deine Rechnung mit der Lösung mit.
Mit freundlichen Grüßen,
Andi
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 09:33 Fr 15.10.2004 | | Autor: | ami2604 |
Danke erstmal das sich jemand den Kopf mit zerbricht.
So habe vK aus gerechnet und komme auf 0,172m/s
Dann hab ich alles nach vk+b umgestellt.
Wenn ich es richtig gemacht habe müsste es so ausschauen:
vk+b = mB*vB+mK*vK
mB+mK
wenn ich alles aus rechne komme ich auf 0,333m/s ich finde es ist so wenig. Was ich auch nicht ganz verstehe wenn ich die Zeiten bzw. die Einheiten zusammen fasse kürzt sich einmal m nicht. Hast du eine Idee warum oder hab ich mich nur verrechnet.
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Hi ami2604,
dein m (sofern es sich um Meter handelt) kürzt sich doch prima weg.
Dein Ergebnis ist auf jeden Fall richtig. Ich hab hier ne zweite Lösungsvariante für dich.
Du kennst ja wahrscheinlich den Impulserhaltungssatz, sonst könntest du diese Aufgaben gar nicht lösen. Betrachte Ball und Kind als physikalisches System. Ball und Kind haben am Anfang keinen Impuls. Im Gesamtsystem bleibt der Impuls auch nach dem Abwurf des Balles zunächst Null, weil ja keine Wechselwirkung mit der 'großen weiten Welt' stattfindet. (Trotzdem haben sowohl Kind als auch Ball einen von Null verschiedenen Impuls.)
Jetzt prallt der Ball an die Wand und zurück. Hier bekommt der Ball (und damit das System Ball-Kind) einen Kraftstoß (=Impuls) von insgesamt 10Ns verpasst. 10Ns deshalb, weil zum Abbremsen des Balles auf Null 5Ns und zum Wiederfortstoßen (schreibt man das jetzt Wieder-Fort-Stoßen?) von der Wand nochmal 5Ns gebraucht werden.
Insgesamt hat das System nach dem Zusammenstoß Ball-Wand also nicht mehr 0Ns sondern 10Ns Gesamtimpuls, das ändert sich jetzt nicht mehr.
Die Endgeschwindigkeit nach dem Fangen des Balles ist deshalb
[mm][mm] v_{Kind und Ball}=\frac{p}{m}=\frac{10Ns}{30kg}=0,33\frac{m}{s}
[/mm]
Eine ähnliche Rechnung kann ich dir auch zu deiner Kiesförderband-Aufgabe geben, die ist allerdings viel kürzer.
Hugo
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 08:23 Mo 18.10.2004 | | Autor: | ami2604 |
Danke an euch beiden. Habt mir weiter geholfen. HAbe auch eine Formel dazu in der Formelsammlung gefunden hab sie mir gleich an gestrichen.
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