geschwindigkeit / verzögerungskraft / kraft

vroni · Gast

Meine Frage:
hallo, ich hab hier gleich drei aufgaben die ich irgendwie grad nicht blicke ^^ ..

1. roy makaay erteilt dem 430g schweren fußball beim elfmeter eine mittlere beschleunigung, die etwa 120 mal so hoch ist wie die erdbeschleunigung.
welche geschwindigkeit erreicht der ball, wenn der spieler 0,025s auf den ball einwirkt? (lösung sollte sein: 105km/h)

2. ein topf m=2kg fällt aus einer höhe von 3m vom balkon. fall A: er trifft auf die straße und wird in 0,00026s auf 0 abgebremst. fall B: er trifft auf den rasen und wird auf einer strecke von 4cm auf 0 abgebremst. ermittle für beide fälle die beim bremsen auf den top einwirkende verzögerungskraft. (lösung sollte sein: 59000 N; 1470 N)

3. ein hundehalter führt seine zwei hunde spazieren. die hunde zerren teilweise kräftig an ihren leinen. um seine konstante geschwindigkeit zu halten muss er eine kraft von 120 N aufwenden.
ein hund zieht in einem winkel von 30 grad nach rechts zur geradeausrichtung, der zweite in einem winkel von 45 grad links zur geradeausrichtung. mit welcher kraft zieht jeder einzelne hund? (lösungen sollten sein: 65N; 18N)

Meine Ideen:
1. geg: a = 120*9,81 = 1177,2 m/s^2
t = 0,025s
v = a*t
also 1177,2*0,025 aber da kommt ja dann nich 105km/h raus, sondern 29,43 ?! also irgendwie steh ich hier voll auf dem schlauch ^^

2. A: geg: m = 2kg
s = 3m
t = 0,00026s

ich habe so gerechnet:
v = s/t = 3m/0,00026s = 11538,47m/s
a = v/t = 11538,47/0,00026 und da kommt so ne riesenzahl raus, dass es sinnlos ist, die hier hinzuschreiben, weils auf der hand liegt, dass es falsch ist ^^

B hab ich noch gar nich angefangen zu rechnen^^

und

3. also der mann hat ja eine konstante geschwindigkeit, d.h. es wirkt das wechselgleichgewicht, also zieht er mit 120 N zurück. dann weiß ich nur noch, dass man das mit cosinus oder sinus rechnen muss, aber wie? hab keine ahnung .. :/

derIng · Anmeldungsdatum: 03.02.2008 Beiträge: 51

Wir fangen mal langsam an.
Die erste Aufgabe ist richtig berechnet. Dur hast nur vergessen, konsequent die Einheiten in jedem Rechenschritt hinzuschreiben. Machst du das, so siehst du sofort die Lösung.

Bei der zweiten Aufgabe würde ich mal in die Formelsammlung ganz oben im Mechanikformung sehen.
Auf welchen Niveau bewegen wir uns hier: Schule oder Studium?

Die dritte Frage beschäftigt sich mit Vektoren. Die kann man zeichnen.
Dann die rechten Winkel in den Dreiecken suchen und in die Formelsammlung sehen.

Ich bin auf die Fortschritte gespannt.

vroni · Gast

okay
also bei der 1. hab ich vorhin schon gemerkt, was ich falsch gemacht hab, hab nicht mit 3,6 multipliziert

bei der 2. hab ich mal versucht die formeln anzuwendne, klappt aber nich wirklich.. ich geh noch zur schule (11. klasse (wirtschafts)gymnasium) und da haben wir mal so ne ähnliche aufgabe gerechnet, aber irgendwie komm ich trotzdem nicht drauf.
ich bin nicht wirklich viel weiter gekommen:
also F(G) = m*g = 2kg*9,81m/s^2 = 19,62 N
und dann? ich komm nicht drauf irgendwie...

bei der 3. .. bin mir nich ganz sicher, aber da muss ich ja dann erstmal die ak und die gk ausrechnen und dann kann ich den satz des pythagoras anwenden oder?! ich versuchs einfach mal zu rechnen..^^

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Hi,

bei der zweiten Aufgabe kannst du mit Hilfe des EES die Geschwindigkeit berechnen, die der Topf kurz vor dem Aufprall besitzt.

Anschließend berechnet man einfach die Verzögerung.

Und die Kraft berechnet sich dann wieder nach dem zweiten Gesetz nach Newton.

Eine Ausgangsformel wäre demnach:

derIng · Anmeldungsdatum: 03.02.2008 Beiträge: 51

Die dritte Aufgabe sehe ich als ein Mix aus Kraftzerlegung und Vektoren und Dreiecksberechnung.
In den Formelsammlungen für die Sekundarstufe findet man, wie man Kräfte grafisch zerlegt. Man nennt das dann Kräfteparallelogramm.
Auf diese Weise kann man die Aufgabe grafisch lösen, indem man einfach maßstäblich zeichnet.

Man kann aber auch auch das Kräfteparallelogramm ein wenig ändern, in dem man einen Kraftvektor verschiebt und damit ein Dreieck erhält. Ich habe das in der Grafik mit der Kraft für Hund 1 FH1 gemacht.

Ich will die Aufgabe ja nicht komplett lösen.

Also noch die Hinweise:
1. Wie groß ist der Winkel mit dem Fragezeichen?
2. Mit dem Sinussatz kann man rechnen.
3. Eine zweite notwendige Gleichung bekommt man, wenn man weiß, dass die Anteile der Hundekräfte in Richtung des 120 N - Vektors zusammen 120 N sein müssen. Wie kann man die beiden Anteile ausrechnen?

Ach so, vielleicht noch:
Das mit dem Gleichgewicht der Kräfte hast du richtig erkannt. Deshalb ist die Kraft 120N im Bild die Kraft der Hunde. Die Kraft am Mann wirkt in die entgegengesetzte Richtung.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

@derIng
Und daran kann man sehen, dass entweder die Musterlösung falsch ist oder die Angaben in der Aufgabenstellung. Denn wenn FH1 und FH2 65N und 18N betragen, dann ergeben sie noch nicht einmal 120N, wenn sie linear addiert werden, geschweige denn geometrisch.

Also sollte vroni nochmal ihre hier gemachten Angaben überprüfen und ggf. korrigieren.

derIng · Anmeldungsdatum: 03.02.2008 Beiträge: 51

@GvC
Ja danke. Ich hatte beim Schreiben das Gefühl, auf irgend was wollte ich noch hinweisen. Kommt davon, wenn man die Lösung nicht komplett hinschreiben will :-).