Fallschirmspringer: Pilot mit Bremsfallschirm - Seite 2

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

@justme: Nichts gegen den Aufgabensteller smile

Überleg mal: Was für einen Fallschirm braucht ein Pilot, wenn er aus einem Flugzeug aussteigt? Und was für einen Fallschirm braucht er zum Landen?

Was würde mit einem landetauglichen Fallschirm passieren, wenn man ihn bei "Flugzeuggeschwindigkeit" öffnen würde?

justme · Anmeldungsdatum: 09.11.2008 Beiträge: 5

hehehe...da ich selbst flieger bin kann ich dir das genau sagen: bei geschwindigkeiten über 400 km/h zerfetzt ein fallschirm meist(in der theorie)...ein schleudersitz verfügt also über einen Bremsschirm(nicht fallschirm!!) und steuerdüsen der bremsschirm zieht bei höhe < 5000 ft...und der fallschrim öffnet sich dan automatisch bei der entsprechenden geschwindigkeit!!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Okay, dann lass uns Fliegersprache benutzen und damit dann in der Aufgabenstellung das Wort "Fallschirm" durch das Wort "Bremsschirm" ersetzen smile

(Denn ich bin mir sicher, der Aufgabensteller hat das Wort "Fallschirm" einfach nur deshalb verwendet, weil er seine Physikstudenten nicht unnötig mit dem eventuell unbekannten Wort "Bremsschirm" verwirren wollte smile

)

gh0sty · Anmeldungsdatum: 08.11.2008 Beiträge: 12

Was passiert während der 10sek freier Fall?
Der Fallschirmspringer erfährt eine Beschleunigung, welche senkrecht nach unten wirkt. Ebenso wird die horizontale Bewegung immer kleiner, bis diese schließlich = 0 ist.

Ich muss ganz ehrlich eingestehen, dass ich jetzt vollends verwirrt bin.

Ich wäre auch der Meinung, dass es nach 10Sekunden freier Fall ohne Reibung, keine horizontale Bewegung mehr existiert.

Auch wirken das vielfache von g nur einmal ganz kurz bis er die konstante "Sinkgeschwindigkeit" erreicht hat.

Sicher haben wir das auch in der Vorlesung behandelt. Aber so richtig anwenden kann ich es trotzdem nicht.

Also nochmalvon vorn...

Es wirkt eine Beschleunigung, welche nach unten wirkt.

Nach 10sek hat bei mir der Fallschirmspringer eine Geschwindigkeit von 98,1m/s (Freier Fall ohne Reibung)

Mit dieser Geschwindigkeit errechne ich dann die Bremswirkung:
Wenn bei 500km/h die Bremswirkung 4g sind, wie groß ist die Bremswirkung dann bei 98,1m/s?
Also setze ich diese ins Verhälnis:

und das ganze nach x aufgelöst erhalte ich für x rund 2,83
Also ist die Bremswirkung run 2,83g bei einer Geschwindigkeit von 98,1m/s.

Bin ich denn jetzt total falsch?Oder lieg ich mit der Vermutung etwas richtig?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

gh0sty · Anmeldungsdatum: 08.11.2008 Beiträge: 12

Man kann den Absprung des Fallschirmspringers wie einen Wurf betrachten.
Wenn er abgesprungen ist, erfährt er doch keine horizontale Kraft weiter, die ihn konstant weiter treibt oder?
Demnach muss diese doch immer kleiner werden.
Wer soll ihn denn im 10sekündigen freien Fall noch weiter horizontal Beschleunigen?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

gh0sty · Anmeldungsdatum: 08.11.2008 Beiträge: 12

Ja der Körper bewegt sich konstant halt dann weiter.
Die Horizontale Bewegung wird aber kleiner, dadurch, dass ja eben eine zweite Kraft wirkt...Die zweite Kraft ändert die horizontale Bewegung des Körpers allmählich in eine senkrechte Bewegung..deswegen fliegt er ja einen Bogen und dann irgendwann senkrecht nach unten.

Ich habe die Aufgabe so verstanden, dass die horizontale Bewegung nicht weiter berücksichtigt wird.
Denn es ist nur gegeben, dass bei 500km/h eine Bremswirkung von 4g herrschen. Es steht nicht da, dass der Fallschirmspringer mit einer horizontalen Geschwindigkeit sich bewegt.
Ich denke mal, dass die 10s Fallzeit die horizontale Bewegung vollends auflöst.
Sonst hätte man es explizit in die Aufgabe mit reinschreiben müssen, dass es der Fallschirmspringer bei einer Geschwindigkeit von xyz km/h abspringt.

Aber auch wenn die 10sek vorbei sind und der Fallschirmspringer abgebremst wird, dann fällt er gerade nach unten und fliegt nicht weiter diesen Wurfbogen.
Und wir sollen im Aufgabenteil a.) die "Endgeschwindigkeit" ermitteln.
Sprich, wenn die Bremsbeschleunigung und die Erdbeschleunigung = 0 sind. Denn dann wird der Fallschirmspringer mit einer kosntanten Geschwindigkeit nach unten sinken.

justme · Anmeldungsdatum: 09.11.2008 Beiträge: 5

gh0sty · Anmeldungsdatum: 08.11.2008 Beiträge: 12

Justme

Das hatte ich soweit auch raus. Nur der Weg in den ersten 10sek ist irrelevant.
Ansonsten vielen Dank für deine Hilfe!

Nun muss ich eben die Sache mit der Stokesschen Reibung betrachten.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

@justme: Die Details sind natürlich interessant, aber zum Stellen und Lösen der Aufgabe nicht erforderlich.

Bitte versuche nicht, fertige Lösungen oder fertige Teillösungen anzugeben. Wenn der Aufgabensteller der Meinung gewesen wäre, dass so etwas nötig gewesen wäre, dann hätte er das selbst getan.

Und hier im Forum geht es uns nicht darum, irgendwelchen fertigen oder vermeintlich fertigen Lösungen vorzusagen. Sondern um Hilfe zur Selbsthilfe, also darum, den Leuten dabei zu helfen, ihre Übungsaufgaben zum Selberrechnern und Selberverstehen nutzen zu können. Fertiges Vorsagen würde da allenfalls das Gegenteil dieses Lerneffektes bewirken.

Mit der Einheit deines Zwischenergebnisses bin ich nicht einverstanden. Und ich bin ebenfalls nicht einverstanden, dass man die Horizontalgeschwindigkeit ignorieren darf. Allenfalls, wenn gut begründet, getrennt betrachten. Denn um ein wirkliches Endergebnis für die Aufgabe zu finden, braucht man meiner Lesart nach auch die vollständige Betrachtung der Horizontalgeschwindigkeiti.

gh0sty · Anmeldungsdatum: 08.11.2008 Beiträge: 12

Selbst wenn es ohne die restliche horizontale Bewegung gehen sollte, kann ich nicht mit der Stokesschen Reibung rechnen.

Denn ich soll immer wieder irgendwas mit einer Masse rechnen.

Ohne zu viel zu sagen, aber das hatten wir im Tutorium auch schon soweit besprochen.
Soweit ich weiß, haben Reibungskoeffizienten keine Einheiten. Oder etwa doch?

Müsste doch dann die Differentialgleichung gelten...also Fg wirkt ja der Reibungskraft Fr entgegen gesetzt. Deshalb -Fg!
und für Fr=µ*v

Daraus ergibt sich ja dann, wie schon bei Wikipedia steht die v(t) und die z(t).
Nur fehlt mir dann noch immer der Ansatz auf die "Endgeschwindigkeit" zu kommen.
Bei Wikipedia wird mit einer e-Funktion gerechnet und ich kann noch nicht den Bezug erkenne. unglücklich

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

* Dieser Koeffizient hat eine Einheit. Einfach ausrechnen smile

gh0sty · Anmeldungsdatum: 08.11.2008 Beiträge: 12

Der Koeffizient hätte nach meiner Rechnung da oben 1/s als Einheit

Mit der Masse mein ich

welche zweifellos in der DFG auftaucht.
Die Richtung der z-Achse zeigt nun laut DFG entgegen gesetzt der Gewichtskraft. Deswegen wird Fg negativ.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

gh0sty · Anmeldungsdatum: 08.11.2008 Beiträge: 12

Die Richtung der Reibungskraft Fr wirkt in die Richtung der z-Achse...also ist diese Postiv.
Da sie aber entgegen der Gewichtskraft wirkt, wird sie von derselbigen abgezogen.

Also -Fg-Fr

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

gh0sty · Anmeldungsdatum: 08.11.2008 Beiträge: 12

Das

müsste eine negative Größe sein, weil sie entgegen der z-Achse wirkt. (

ist definiert als die Geschwindigkeit v)

Bei -(Fg-Fr) da stimme ich mit dir überein dann. Denn wenn ich nach meinem gehen würde, dann bekomme ich nur eine noch größere Negative Kraft heraus.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

gh0sty · Anmeldungsdatum: 08.11.2008 Beiträge: 12

Somit wird wieder ein "-" aus dem Vorzeichen Augenzwinkern

also doch wieder -Fg-Fr

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788