Brillenflug (Kreisbewegung?)

TheGiver · Gast

Meine Frage:
Hallo an Alle!

Ich habe eine Aufgabe erhalten, mit der ich nicht ganz zurecht komme:

Das Gesicht einer Person X wird durch einen Schlag ins Gesicht von Person Y zur Seite gedreht. Durch die Fliehkräfte fliegt die Brille vom Gesicht X und landet nach 1,2 Meter und 0,6 Sekunden später neben dieser. Wie groß ist Person X? Mit welcher Geschwindigkeit muss Person Y zugeschlagen haben? Welche Fliehkräfte wirken auf die Brille? Und ist das ganze überhaupt realistisch?

Meine Ideen:
Ich habe gedacht das die Drehung des Kopfes sozusagen wie eine Kreisbewegung ist. Wie so eine Viertel drehung im Kreis und dadurch wirkt die Zentrifugalkraft. Ich dachte dass der Flug vielleicht ein waagerechter Flug ist, weil die Erdanziehung zieht die Brille nach unten und andererseits ist ja noch die Bewegung da, die durch die Fliehkraft verursacht wurde und die müsste ja tangential sein, weil die Kreisbahn verlassen wurde.

Also das waren so meine Gedanke aber ich weiß rechnerisch nichts damit anzufangen.
Kann auch sein, dass meine Ansätze total falsch sind, Physik ist nicht mein Lieblingsfach smile

Daniel_HSE · Anmeldungsdatum: 01.04.2010 Beiträge: 29

Hey,

also die Größe der Person ist durch die 0,6 Sekunden die du gegeben hast ermittelbar.
Egal welche Bewegung der Körper macht, die Flugzeit ist immer durch die Erdbeschleunigung und der Höhe vorgegeben. Weißt du welche Formel du dafür brauchst?

Und meiner Meinung nach wird ein Objekt immer Tangential zur Bahnkurve "weggeschleudert", da

und

dieselbe Richtung besitzen mit

(

und

orthogonal zueinander).

Über die Entfernung (1,2m) und der Zeit könntest du dann diese Tangentialgeschwindigkeit ausrechnen. Diese bleibt über den ganzen Fallweg konstant. Du hast also Überlagerungen von zwei Bewegungsformen. In X-Richtung gleichförmige Bewegung, keine Beschleunigung; in Y-Richtung eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung.

Das mit der Geschwindigkeit der Faust ist so eine Sache bei der ich mir aber allgemein selbst nicht sicher bin. Spontan würde mir da etwas mit Drehimpuls einfallen, wobei dazu die Angaben die du gegeben hast sehr dürftig sind. (Masse, Trägheitsmoment, Radien...)

Die Fliehkraft der Brille kannst du auch nicht ausrechnen, da du keine Masse/Radius hast....

Hast du denn sicher nicht mehr als das gegeben?

Viele Grüße,

Daniel

TheGiver · Gast

Daniel_HSE · Anmeldungsdatum: 01.04.2010 Beiträge: 29

Hey!

Also, richtig gerechnet hast du auf jeden Fall!

Zu der "Fliehkraft" kannst du leider keine Aussage machen.

Skalar betrachtet die Formel für die Fliehkraft:

wobei

die Winkelgeschwindigkeit und

wie schon beschrieben die Tangentialgeschwindigkeit ist.

Wenn du das nach

auflöst und in die oben genannte Formel einsetzt, kommst du auf die Formel

. Du siehst also, die Formeln sind beide von dem Radius der Bahnkurve abhängig und somit, mit den Angaben die du gemacht hast nicht bestimmbar. Außer dem Radius fehlt dir auch noch zur Kraftbestimmung die Masse der Brille.

Über die Schlaggeschwindigkeit kannst du tatsächlich auch keine Aussage machen, weil die Masse der Faust auch noch ein Faktor ist, der zum Beispiel bei der Impulsrechnung, fehlen würde.

Kann mich hier jemand soweit bestätigen?

Vielleicht gibts es ja doch irgendwie noch eine Lösung die mir jetzt gerade nicht vor den Augen erscheint.

Viele Grüße,

Daniel

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Irgendwie an den Haaren herbeigezogen. Brille sitzt normalerweise etwas fest und fällt nicht ohne weiteres, außer wenn direkt betroffen ... grübelnd

Daniel_HSE · Anmeldungsdatum: 01.04.2010 Beiträge: 29

Soviel zum Realismus smile

Naja, der Kopf müsste sich sehr schnell drehen...Kommt natürlich auf noch auf die Brille an Augenzwinkern

Wie wird sie festgehalten am Ohr? Welche Reibwerte?

Fragen über Fragen...für was brauchst du die Rechnung denn, Giver?

Viele Grüße

PS: Im übrigen denke ich, eine Versuchsreihe zu diesem Thema würde dir vielleicht weiter helfen Augenzwinkern

Experimentell sozusagen ...