freier fall berechnen

123Dan · Gast

Meine Frage:
Hallo, ich hab leider absolut keine Ahnung von Physik und versuche alles mögliche um irgendwie fit zu werden, dass ich den Stoff bis zur 10. Klasse drauf habe.
Darum erklärt es mir bitte ganz genau, wenn ihr mir antworten solltet.
Vielen Dank im Voraus. smile

Hier die Aufgabe:
Ein Kletterer Masse m=70kg erklimmt einen Felsturm der Höhe h=27,0m und stürzt sich dann mit einem Hechtsprung ins Meer.
a. Welche Hubarbeit Wh verrichtet er beim Aufstieg?
b. Mit welcher Geschwindigkeit v trifft der Wagemutige auf die Wasseroberfläche?

Meine Ideen:
Zu a.) Hubarbeit(WHub)= Masse(m)x g(Fallbeschleunigung)x h(Höhe)
WHub= 70kg x 9,81m/s^2 x 27 = 18540,9 Nm oder auch J

Zu b.) Geschwindigkeit(v)= m/s -> dachte ich zumindest, aber weder Meter noch Sekunden sind gegeben. Somit habe ich leider keine Ahnung wie ich auf die Geschwindigkeit komme.

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7260

Wenn der Mann die gesamten 27 Meter wieder runterfällt, wird die gesamte potentielle Energie, die er durch den Aufstieg erhalten hat, in kinetische Energie umgewandelt. Für letztere gibt's auch eine Formel. Kennst Du die?

Viele Grüße
Steffen

123Dan · Gast

Nein leider nicht

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7260

Dann lernst Du sie jetzt kennen: smile

Kommst Du nun weiter?

123Dan · Gast

Naja... also... nicht wirklich:)

ich setze jetzt die Werte die ich habe in deine Formel

Ekin=1/2 x 70kg x v²

und selbst wenn ich die Formel umstelle hiflt es mir nicht, weil mir ja noch immer eine Größe fehlt oder ?

v²=(1/2 x 70kg)/Ekin

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7260

Wie gesagt, der Kerl hat beim Aufstieg die Energie gewonnen, die Du bereits als Hubarbeit berechnet hast. Und genau die wird beim Fallen wieder vollständig umgewandelt. Du kennst also den Wert für Ekin. Dann musst Du nur noch richtig (!) umstellen und kannst v berechnen.

123Dan · Gast

Ah ok ich verstehe
vielen dank dann müsste es ja eigentlich klappen

also müsste die Formel dann so aussehen:

18540,9Nm=1/2x70kg x v²

1/2 x 70kg
v²= ---------------
18540,9 Nm

oder ?

123Dan · Gast

v²= (1/2 x 70kg)/ 18540,9 Nm

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7260

Ich schrieb ja schon vom richtigen Umstellen...

123Dan · Gast

ich hoffe du hast noch etwas Geduld

ich versuchs mal

123Dan · Gast

also müsste es so aussehen

v²= 18540,9Nm / 1/2 x 70kg

v²= 529,74
v= 23,01608133

allerdings was ist das dann für eine Einheit m/s ?

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7260

Perfekt!

Und die Einheit ist in der Tat m/s, weil ja überall die Grundeinheiten verwendet wurden. Wenn man das tut (und nicht das Gewicht in Zentnern und die Höhe in Zentimetern), kann man sich drauf verlassen, dass es auch in Grundeinheiten herauskommt.

Viele Grüße
Steffen

123Dan · Gast

ok dann vielen Dank, dass du mir das alles erklärt hast

bis bald smile

123Dan · Gast

achso eins noch

also kann ich mir jetzt merken, dass

WHub= Epot =Ekin ist ?

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7260

Ja, das folgt aus dem Energieerhaltungssatz. Wenn Du etwas einen Meter hochhebst, führst Du ihm Energie zu, eben die Hubarbeit. Die "steckt dann drin". Wenn's dann diesen Meter wieder runtergefallen ist, ist diese potentielle Energie vollständig in Bewegungsenergie umgewandelt. Es bleibt nichts übrig (wohin soll's auch gehen), und es kommt auch nichts hinzu (woher soll's auch kommen).

Viele Grüße
Steffen

pippo_88 · Anmeldungsdatum: 19.09.2013 Beiträge: 4