Erdbeschleunigung

Trainiere nur Beine · Anmeldungsdatum: 10.03.2019 Beiträge: 5

Meine Frage:
Hey Leute,

hab da eine Aufgabe bekommen und leider überhaupt keinen Ansatz wie ich da rangehen muss. Vielleicht könnt Ihr mir ja etwas weiter helfen. Danke schonmal ;-)

Aufgabe:Ein Mann mit einer Masse von 80 kg lässt sich von einem 3-Meterbrett eines Schwimmbads fallen. Wie groß ist die Beschleunigung, welche die Erde hierdurch erfährt?

Gegeben sind Masse und Höhe, damit könnte ich z.B. Epot=m*g*h ausrechnen, und dann?

mfg

Meine Ideen:

Gegeben sind Masse und Höhe, damit könnte ich z.B. Epot=m*g*h ausrechnen, und dann?

Der Wert soll Wohl sehr klein sein, wegen dem Verhältnis.

benruzzer · Anmeldungsdatum: 02.02.2014 Beiträge: 160

Ich würde mir folgende Fragen stellen:
-Wie groß ist die Kraft, die die Erde auf den Mann ausübt?
-Was bedeuted das für die Kraft, die der Mann auf die Erde ausübt?
-Kann man daraus die gesuchte Beschleunigung ablesen?

Trainiere nur Beine · Anmeldungsdatum: 10.03.2019 Beiträge: 5

@benruzzer, vielen Dank für die Antwort.

Das ist das was ich nicht so ganz verstehe.

Mit F=m*a / Fg=m*g berechne ich die Gewichtskraft die der Mann auf die Erde ausübt. Also 80kg*9,81=784,8N. Das bedeutet diese Kraft übt die Erde auch umgekehrt auf den Mann aus (Gegenkraft mit andemen Vorzeichen, gleichem Betrag).

Das gleiche könnte ich mir der Masse Erde machen. Wüsste nur nicht wie mich das weiterbringen soll.

Ich nehme mal an auf die Beschleunigung komme ich wieder ruckwärts mit a=F/m.
Wobei ich oben ja schon eine Kraft hätte und als Masse die Differenz nehmen? (Masse Erde+Masse Mann)?

Komme ich über sie Gravitationskonstante weiter?

Hab an der Stelle iwie einen Knoten im Kopf
Big Laugh

mfg

benruzzer · Anmeldungsdatum: 02.02.2014 Beiträge: 160

Wie du schon richtig geschrieben hast, sind die Kräfte (betragsmäßig gleich). Es gilt also, wenn man mit

die Kraft von Mann auf die Erde bezeichnet (

sei die entsprechende Beschleunigung) und mit

die Kraft von Erde auf Mann (wobei

die entsprechende Beschleunigung ist):

Trainiere nur Beine · Anmeldungsdatum: 10.03.2019 Beiträge: 5

a = -9,81 m/s^2 ?

Weil es entgegenwirkt?

Sorry für meine Dummheit, bei "normalen" Aufgaben habe ich keine Probleme

Und nochmal vielen Dank für die Hilfe

Prost

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Für die die inneren (Wechselwirkungs-)Kräfte des Systems gilt das schon angegebene 3. Newtonsche Axiom

. Mit Richtung nach oben und E = Erde, M = Mann.

Systemdynamiker · Anmeldungsdatum: 22.10.2008 Beiträge: 594 Wohnort: Flurlingen

Mann und Erde tauschen Impuls aus. Nehmen wir die positive Richtung nach unten. Dann nimmt der Mann während des Falls Impuls auf. Ensprechend gibt die Erde Impuls ab. Die Frage ist nun, wo dieser Impulsaustausch stattfindet.

Lassen wir diese Frage mal offen und gehen zum Aufprall über. Hier erfolgt eine Impulsabfuhr vom Mann zur Erde über die Füsse. Die beiden zugehörigen Kröfte bewirken wohl eine Beschleunigung des entsprechenden Massenmittelpunkts. Nur ist dieser Massenmittelpunkt eine rein theoretische Grösse, die auch innerhalb des Mannes während des Aufpralls herum wandert. Bei der Erde sind die Zustände noch komplexer. Mit dem Aufprall bilden sich mehrere mechanische Wellen, die teilweise über die Oberfläche, teilweise durch die Erde wandern. Die Kurzformel F = m*a ist hier das absurdeste, was man anwenden kann. Zwischen den Normalkraft auf den Fussboden und der Erdmitte liegen Laufzeiten von etwa einer Viertelstunde.

Systemdynamiker · Anmeldungsdatum: 22.10.2008 Beiträge: 594 Wohnort: Flurlingen

Das mit dem Schwimmbad habe ich überlesen, macht den Aufschlag aber noch komplizierter. Nehmen wir deshalb den freien Fall. Der Impulsaustausch mit der Erde erfolgt hier über das Gravitationsfeld und ist praktisch instantan. Aber er erfolgt nicht in der Erdmitte sondern verteilt über den ganzen Erdkörper. Deshalb ist die Frage nach der Beschleunigung der Erde (gemeint ist die Beschleunigung des Massenmittelpunkts der Erde) genau so absurd und weltfremd. Wer nur einen Hammer hat, macht halt aus jedem Problem einen Nagel.

benruzzer · Anmeldungsdatum: 02.02.2014 Beiträge: 160

Systemdynamiker · Anmeldungsdatum: 22.10.2008 Beiträge: 594 Wohnort: Flurlingen

Die Newtonsche Punktmechanik eignet sich vorzüglich, um die Bewegung von kleinen Objekten im Raum zu erklären. Für den Beweis, dass die Gravitationskraft einer grossen Kugel so ist, wie wenn die ganze Masse im Zentrum derselben konzentriert wäre, hat Newton etwa 20 Jahre gebrauch.

Selbstverständlich geht der Impuls im Gravitationsfeld mit Lichtgeschwindigkeit. Aber der Austausch erfolgt nicht im Erdzentrum sondern stark verteilt. Wäre das die einzige Störung auf eine nichtrotierende Erde, ginge es ziemlich lange, bis die Erde wieder überall die exakt gleiche Beschleunigung hätte.

Nimmt man die Antworten des Fragestellers, kann man unschwer erkennen, dass dieser überhaupt nichts begriffen hat. Weil die Newtonsche Mechanik zu abstrakt und zu lebensfremd ist, sollte man sie an Schulen auch nicht mehr unterrichten.

benruzzer · Anmeldungsdatum: 02.02.2014 Beiträge: 160

Man muss jedoch jedoch berücksichtigen, dass die Newtonsche Axiome im Lehrplan meist in der 7. bis 8. Jahrgangsstufe auftauchen. Eine Antwort sollte sich also auch auf diesem Niveau befinden. Schüler müssen langsam in die Physik eingeführt werden.
Unabhängig davon kenne ich keinen einfacheren Zugang zur Mechanik als die Newtonsche Mechanik.

Trainiere nur Beine · Anmeldungsdatum: 10.03.2019 Beiträge: 5

Jetzt bin ich verwirrt grübelnd

Es soll angeblich über die Differenz der Massen gehen. Sodass sich die Erdbeschleunigung minimal verändert wenn der Mann abspringt, da ja dann die Gesammtmasse etwas geringer wird.

Nur müsste man vorher die 80kg hinzuaddieren und dann wieder abziehen, was keinen Sinn ergibt weil es sich dann wieder aufhebt.

Oder nicht?

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5914

Schau doch nochmals den Beitrag von franz an, da steht alles da, Du brauchst nur noch (ganz einfach) nach

aufzulösen. Die Beschleunigung der Erde hängt nicht von der Differenz Masse Mensch-Masse Erde, sondern vom Massenverhältnis ab.

NB: Wäre tatsächlich a=-9.81m/s^2, so hätte das doch ziemlich „gravierende“ Folgen: jedes Mal, wenn ein Mensch springt (oder nur schon eine Fliege zu fliegen beginnt) würde die Erde stark beschleunigt werden - auf der anderen Seite der Erde würde sich ein auf der Erde stehender Mensch plötzlich im freien Fall befinden.

Trainiere nur Beine · Anmeldungsdatum: 10.03.2019 Beiträge: 5

Sorry, seid mir bitte nicht böse. Ich möchte es nur verstehen.

Habe die Formel nach ae umgestellt und einen sehr kleinen negativen Wert ausgerechnet. Das wäre dann die Änderung der Erdbeschleunigung?

Die Erdbeschleunigung hängt ja vom Massenverhältnis der beiden Massen ab. Die beiden Massen sind aber nach dem Absprung, also während der Flugzeit immer noch da, nur "etwas" näher. Der Abstand der Massenmittelpunkte verringert sich minimal, was zur folge hat das sich Erdbeschleunigung dann auch minimal vergrössert.

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5914