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Ignem
Anmeldungsdatum: 31.10.2011
Beiträge: 14
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 Ignem Verfasst am: 31. Okt 2011 13:36 Titel: Beschleunigung einer Kugel durch Luftdruck |
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Edit: Eine Kugel(m=0.2g;r=2.5mm) liegt in einem 50cm langem Rohr mit Kugelgleichem Radius vor. Ein Luftdruck von 5Bar wirkt auf sie und schiebt sie durch das Rohr.
Wie berechne ich nun die Austrittsgeschwindigkeit und wie berechne ich die Weite (h=1.50m;Abschusswinkel=0°)?
Gruß Sebastian
Zuletzt bearbeitet von Ignem am 02. Nov 2011 11:16, insgesamt einmal bearbeitet |
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
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| planck1858 Verfasst am: 31. Okt 2011 19:08 Titel: |
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Hi,
mit den obigen Angaben lässt sich die Geschwindigkeit sowie die Wurfweite nicht berechnen.
Die Kraft auf die Kugel könntest du über die Formel für den Druck berechnen.
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Die Naturwissenschaft braucht der Mensch zum Erkennen, den Glauben zum Handeln. (Max Planck)
"I had a slogan. The vacum is empty. It weighs nothing because there's nothing there. (Richard Feynman)
Zuletzt bearbeitet von planck1858 am 01. Nov 2011 22:46, insgesamt einmal bearbeitet |
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Ignem
Anmeldungsdatum: 31.10.2011
Beiträge: 14
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| Ignem Verfasst am: 01. Nov 2011 22:00 Titel: Versuch |
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Ich habe mal die Beschleunigung mit dieser Formel ausgerechnet
eingesetzt:
Als Ergebnis bekomme ich 
Wie bekomme ich jetzt durch die Beschleunigung die Geschwindigkeit heraus, bzw. bin ich überhaupt auf dem richtigem Weg ?
Gruß Sebastian |
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
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| planck1858 Verfasst am: 01. Nov 2011 22:47 Titel: |
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Handelt es sich bei der Aufgabenstellung um die originale Aufgabenstellung, denn wie schon gesagt lässt sich die Geschwindigkeit sowie die Wurfweite mit der obigen Aufgabenstellung nicht bestimmen.
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Die Naturwissenschaft braucht der Mensch zum Erkennen, den Glauben zum Handeln. (Max Planck)
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Ignem
Anmeldungsdatum: 31.10.2011
Beiträge: 14
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| Ignem Verfasst am: 01. Nov 2011 23:09 Titel: |
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| planck1858 hat Folgendes geschrieben: | Hi,
mit den obigen Angaben lässt sich die Geschwindigkeit sowie die Wurfweite nicht berechnen.
Die Kraft auf die Kugel könntest du über die Formel für den Druck berechnen.
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Damit habe ich ja die 100N bei 5Bar herausbekommen wenn das richtig ist. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 01. Nov 2011 23:17 Titel: Re: Versuch |
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| Ignem hat Folgendes geschrieben: | Ich habe mal die Beschleunigung mit dieser Formel ausgerechnet
eingesetzt:
Als Ergebnis bekomme ich
Wie bekomme ich jetzt durch die Beschleunigung die Geschwindigkeit heraus, bzw. bin ich überhaupt auf dem richtigem Weg ?
Gruß Sebastian |
1. Wie kommst Du auf eine Kraft von 100N?
2. Woher kommen die 0,5m?
3. Wie kommst Du auf die Beschleunigung von 707m/s², wo Du doch nur eine Gleichung für die Geschwindigkeit hast?
4. Wie willst Du letztlich auf die Weite kommen, wenn Du nicht weißt, in welcher Höhe und unter welchem Winkel der Abschuss erfolgt? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 01. Nov 2011 23:19 Titel: |
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| Ignem hat Folgendes geschrieben: | | Damit habe ich ja die 100N bei 5Bar herausbekommen wenn das richtig ist. |
In der Aufgabenstellung stand 2bar. Es wäre aber dennoch falsch. Kannst Du Deine Rechnung mal vorführen? |
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Ignem
Anmeldungsdatum: 31.10.2011
Beiträge: 14
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| Ignem Verfasst am: 02. Nov 2011 10:49 Titel: |
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Die Kugel hat ja einen Durchmesser von 0.5cm. Ich nehme an dass diesmal 5Bar anstatt 2Bar direkt als Kraft auf die Kugel wirken.
\cdot (2\cdot 10^{-4}m^2)=100N)
Es kann sein, dass ich Fehler gemacht habe bei der Umrechnung von  zu  und  zu 
Bitte seid mir nicht böse wenn ich alles ein bisschen verwirrend mache ich bin jedoch erst 14.
Gruß Sebastian |
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 02. Nov 2011 11:01 Titel: |
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Es ist sehr wichtig, dass du die originale Aufgabenstellung uns zur Verfügung stellst, sollte dies noch nicht erfüllt sein, wäre es gut, wenn du die Aufgabenstellung einfach hier aufschreibst.
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 02. Nov 2011 11:02 Titel: |
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Nein, Du hast Dich bei der Fläche um eine Zehnerpotenz verrechnet. |
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Ignem
Anmeldungsdatum: 31.10.2011
Beiträge: 14
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| Ignem Verfasst am: 02. Nov 2011 11:08 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Nein, Du hast Dich bei der Fläche um eine Zehnerpotenz verrechnet. |
Nach oben oder nach unten ? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 02. Nov 2011 11:12 Titel: |
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Rechne doch selber mal nach. Oder rechne es hier vor. Dann können wir weitersehen. |
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Ignem
Anmeldungsdatum: 31.10.2011
Beiträge: 14
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| Ignem Verfasst am: 02. Nov 2011 11:38 Titel: |
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Also die ungefähre Fläche ist 
dass heißt 
daraus folgt: 
Ich komme wieder auf das selbe Ergebnis  was habe ich falsch gemacht ? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 02. Nov 2011 12:01 Titel: |
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| Ignem hat Folgendes geschrieben: | Also die ungefähre Fläche ist
dass heißt
... |
Falsch! Zähl' nochmal die Stellen hinter dem Komma ab. |
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Ignem
Anmeldungsdatum: 31.10.2011
Beiträge: 14
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| Ignem Verfasst am: 02. Nov 2011 12:16 Titel: |
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Aaaa 
In  mit 5Bar eingesetzt kommen dann 
raus |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 02. Nov 2011 12:19 Titel: |
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So, und wie beantwortest Du meine anderen Nachfragen? |
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Ignem
Anmeldungsdatum: 31.10.2011
Beiträge: 14
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| Ignem Verfasst am: 02. Nov 2011 12:28 Titel: Re: Versuch |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: |
1. Wie kommst Du auf eine Kraft von 100N?
2. Woher kommen die 0,5m?
3. Wie kommst Du auf die Beschleunigung von 707m/s², wo Du doch nur eine Gleichung für die Geschwindigkeit hast?
4. Wie willst Du letztlich auf die Weite kommen, wenn Du nicht weißt, in welcher Höhe und unter welchem Winkel der Abschuss erfolgt? |
1. Ist ja geklärt. Es sind nur 10N
2. 0.5m ist die Länge des Rohrs
3. Falsche Gedanken und wahrscheinlich falsche Formel
4. Ich habe die Aufgabenstellung jetzt geändert |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 02. Nov 2011 12:54 Titel: |
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Ok, das sind 'ne Menge neue Informationen. Jetzt kann man die Aufgabe auch lösen. Du auch? |
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Ignem
Anmeldungsdatum: 31.10.2011
Beiträge: 14
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| Ignem Verfasst am: 02. Nov 2011 13:02 Titel: |
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Nein, mein Problem ist, dass ich jetzt überhaupt nicht mehr weiß mit welcher Formel ich das berechnen soll.
Was soll ich wie als erstes berechnen?
Gruß Sebastian |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 02. Nov 2011 13:13 Titel: |
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Wenn Du die Kraft kennst, kannst Du die Beschleunigung bestimmen, denn F=m*a.
Wenn Du die Beschleunigung kennst, kannst Du nach dem Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz für die gleichmäßig beschleunigte Bewegung die Geschwindigkeit am Ende der Beschleunigungsstrecke bestimmen. Das ist dann auch die Anfangsgeschwindigkeit für den nachfolgenden "waagrechten Wurf".
Beim waagrechten Wurf handelt es sich um die Überlagerung einer gleichförmigen Bewegung mit konstanter (Anfangs-)Geschwindigkeit in horizontaler Richtung und einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung in vertikaler Richtung mit Anfangsgeschwindigkeit Null. |
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Ignem
Anmeldungsdatum: 31.10.2011
Beiträge: 14
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| Ignem Verfasst am: 02. Nov 2011 14:13 Titel: |
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Ich schreibe einfach mal meine Rechnung auf
 fällt weg
daraus folgt
Ist das richtig ?
Gruß Sebastian |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 02. Nov 2011 15:15 Titel: |
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Das wäre die Lösung für eine Kugelmasse von 2g. In der Aufgabenstellung war allerdings von einer Kugelmasse von 0,2g die Rede. |
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 02. Nov 2011 15:44 Titel: |
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| Ignem hat Folgendes geschrieben: | Ich schreibe einfach mal meine Rechnung auf
fällt weg
daraus folgt
Ist das richtig ?
Gruß Sebastian |
Hi,
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"I had a slogan. The vacum is empty. It weighs nothing because there's nothing there. (Richard Feynman)
Zuletzt bearbeitet von planck1858 am 02. Nov 2011 16:35, insgesamt einmal bearbeitet |
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Ignem
Anmeldungsdatum: 31.10.2011
Beiträge: 14
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| Ignem Verfasst am: 02. Nov 2011 16:09 Titel: |
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Mit 200mg dürfte dann ja das herauskommen
fällt weg
daraus folgt
Jedoch erscheint mir das ziemlich unlogisch.
Gruß Sebastian |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 02. Nov 2011 16:17 Titel: |
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Deine Rechnung ist richtig. Warum erscheint Dir das unlogisch? Unlogisch ist hier zuweilen nur Planck. |
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Ignem
Anmeldungsdatum: 31.10.2011
Beiträge: 14
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| Ignem Verfasst am: 02. Nov 2011 16:24 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Deine Rechnung ist richtig. Warum erscheint Dir das unlogisch? Unlogisch ist hier zuweilen nur Planck. |
Ich finde halt nur das 800km/h sehr viel sind. Wenn ein Mensch die Kugel abbekommt gibt das bestimmt mehr als nur einen blauen Fleck.
Wie kann ich die Energie (Joule) davon berechnen, denn dann könnte man es vielleicht mit Softairs vergleichen. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 02. Nov 2011 16:35 Titel: |
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W=(1/2)m*v²
Rechne das mal aus.
Im Übrigen befinden wir uns auf einem Nebenkriegsschauplatz. Wolltest Du nicht noch die Reichweite bestimmen. |
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 02. Nov 2011 16:38 Titel: |
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Da du nun die Geschwindigkeit in x-Richtung kennst, kannst du nun mit Hilfe der Formel für die Bahngleichung des waagerechten Wurfs die Entfernung berechnen.
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 02. Nov 2011 16:43 Titel: |
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| planck1858 hat Folgendes geschrieben: | Da du nun die Geschwindigkeit in x-Richtung kennst, kannst du nun mit Hilfe der Formel für die Bahngleichung des waagerechten Wurfs die Entfernung berechnen.
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Das ist zwar keine Bahngleichung, aber was soll's.
Warum lässt Du Ignem nicht selber drauf kommen? Der muss das doch üben. Du auch noch? |
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 02. Nov 2011 17:36 Titel: |
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Für die Bahngleichung gilt:
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Zuletzt bearbeitet von planck1858 am 03. Nov 2011 18:32, insgesamt einmal bearbeitet |
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Ignem
Anmeldungsdatum: 31.10.2011
Beiträge: 14
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| Ignem Verfasst am: 03. Nov 2011 14:15 Titel: |
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| planck1858 hat Folgendes geschrieben: | Für die Bahngleichung gilt:
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Ungeformt nach  hieße es dann:
^2 }{9.81\frac{m}{s^2} }-1,5m } =122.15m)
Scheint mir ein realistisches Ergebnis zu sein.
@GvC
*(223.6\frac{m}{s})^2=5J )
Gruß Sebastian |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 03. Nov 2011 15:06 Titel: |
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| planck1858 hat Folgendes geschrieben: | Für die Bahngleichung gilt:
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Diese Bahngleichung ist definitiv falsch. Sie führt nicht auf dasselbe Ergebnis wie die richtige Wurfweitenformel, die Du vorher angegeben, aber fälschlicherweise als Bahngleichung bezeichnet hattest. Meine Bemerkung sollte lediglich darauf aufmerksam machen, dass die von Dir angegebene Formel nicht die Bahngleichung ist, die die Flugbahn beschreibt (also die Gesamtheit aller Punkte, die der Körper während seines Fluges berührt), sondern nur einen Punkt der Flugbahn.
Die richtige Bahngleichung lautet
für den Fall, dass der Ursprung des Koordinatensystems um h0 unterhab des Abwurfpunktes liegt. Einfacher wäre die Bahngleichung, wenn man den Ursprung des Koordinatensystems in den Abwurfpunkt legt. Dann lautet sie nämlich:
Für die Bestimmung des Auftreffpunktes, also eines ganz bestimmten Punktes der Flugbahn, setzt man die Koordinaten dieses Punktes ein, y=sy und x=sx. sx ist in beiden Koordinatensystemen dasselbe. Nur sy unterscheidet sich. Im ersten Koordinatensystem ist sy=0 und im zweiten Koordinatensystem ist sy=-h0.
Beide Gleichungen führen dann zu dem von Dir bereits genannten richtigen Ergebnis:
Und das ist definitiv etwas Anderes als das, was durch Deine falsche Bahngleichung herauskommt. Zahlenmäßig ist der Unterschied nicht sehr groß, aber formal ist das eine richtig und das andere falsch.
Also, Ignem, berichtige Deine Rechnung. |
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Ignem
Anmeldungsdatum: 31.10.2011
Beiträge: 14
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| Ignem Verfasst am: 03. Nov 2011 17:11 Titel: |
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Dann wären es ungefähr 123.7m |
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 03. Nov 2011 18:34 Titel: |
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| planck1858 hat Folgendes geschrieben: | Für die Bahngleichung gilt:
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Bei der Erstellung der Gleichung habe ich das Minus vergessen. Hab das eben abgeändert.
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