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Horizontaler Wurf mit und ohne Federkraft
 
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valeradi



Anmeldungsdatum: 28.12.2013
Beiträge: 14

Beitrag valeradi Verfasst am: 07. Jan 2014 16:09    Titel: Horizontaler Wurf mit und ohne Federkraft Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Ich sollte folgende Aufgabe lösen:

Teil 1: Ein 5kg schwerer Körper wird von einer Höhe von 60m horizontal abgeworfen. Der Körper fliegt 400m weit.
Berechne Anfangsgeschwindigkeit und Maximalgeschwindigkeit!

Teil 2:

Der Körper wird nun durch eine Feder abgefeuert. Die Federkonstante beträgt 300000N/m. Wie stark muss die Feder zusammengedrückt werden, damit die Geschwindigkeit erzielt wird? Wie hoch ist die Energie des Körpers beim Abfeuern?

Was ich nicht weiß: Wie berechne ich die Maximalgeschwindigkeit und was ist das für eine Energie, die ich laut der letzten Fragestellung berechnen soll?

Und bitte korrigiert mich bei meinen eigenen Ideen, falls sie falsch sind.

Vielen vielen Dank schon mal!

Lg

Meine Ideen:
v0 hätte ich so berechnet:

0,5 * m * v0^2=m * g * h

und dann nach v0 auflösen

F hätte ich so berechnet:

0,5 * D * s^2=0,5 * m * v0^2

dann nach s auflösen und dann mit F=D * s F berechnen


Zuletzt bearbeitet von valeradi am 07. Jan 2014 18:27, insgesamt einmal bearbeitet
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 07. Jan 2014 17:16    Titel: Antworten mit Zitat

Deine Ideen sind richtig.

Die maximale Geschwindigkeit ist dann erreicht, wenn die gesamte Anfangsenergie in kinetische Energie umgewandelt ist. Das ist beim Auftreffen auf dem Erdboden der Fall.



Die Energie beim Abfeuern ist genau die, die auf beiden Seiten dieser Gleichung steht, also die Summe aus potentieller und kinetischer Anfangsenergie bzw. aus potentieller Anfangs- und Federspannenergie.
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5783
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 07. Jan 2014 17:20    Titel: Antworten mit Zitat

Mmh... Ich hätte jetzt nicht mit einem Energie-Ansatz angefangen.
Ich würde erst die Zeit ausrechnen, die der Körper für die 60m Falltiefe braucht und mit dieser Zeit und der horizontalen Entfernung die horizontale Startgeschwindigkeit.
Dann mit senkrechter und waagerechter Geschwindigkeitskomponente und dem Pythagoras dann die max. Geschwindigkeit.
Mit dem Energie-Ansatz wüsste ich jetzt nicht, wie man zu einer Lösung kommt, oder?

Edit: Erst bei der 2. würde ich dann über die Energie gehen.

Gruß
Marco
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 07. Jan 2014 17:24    Titel: Antworten mit Zitat

as_string hat Folgendes geschrieben:
Mmh... Ich hätte jetzt nicht mit einem Energie-Ansatz angefangen.
Ich würde erst die Zeit ausrechnen, die der Körper für die 60m Falltiefe braucht und mit dieser Zeit und der horizontalen Entfernung die horizontale Startgeschwindigkeit.
Dann mit senkrechter und waagerechter Geschwindigkeitskomponente und dem Pythagoras dann die max. Geschwindigkeit.
Mit dem Energie-Ansatz wüsste ich jetzt nicht, wie man zu einer Lösung kommt, oder?

Edit: Erst bei der 2. würde ich dann über die Energie gehen.

Gruß
Marco


Richtig. Da habe ich mich vertan. Hatte nicht genau genug gelesen. Die Bestimmung der Anfangsgeschwindigkeit geht tatsächlich nur mit Hilfe der Bewegungsgleichungen in horizontaler und vertikaler Richtung. Alles andere lässt sich mit dem Energieerhaltungssatz lösen.
valeradi



Anmeldungsdatum: 28.12.2013
Beiträge: 14

Beitrag valeradi Verfasst am: 07. Jan 2014 18:23    Titel: Antworten mit Zitat

Danke euch!
valeradi



Anmeldungsdatum: 28.12.2013
Beiträge: 14

Beitrag valeradi Verfasst am: 07. Jan 2014 19:07    Titel: Antworten mit Zitat

Aber warum ist es falsch die Anfangsgeschwindigkeit mit meiner Formel (also mit der Energie) zu berechnen?
planck1858



Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw

Beitrag planck1858 Verfasst am: 07. Jan 2014 22:08    Titel: Antworten mit Zitat

Hi,

Wurfzeit:



Wurfweite:


_________________
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)
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5783
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 08. Jan 2014 00:37    Titel: Antworten mit Zitat

valeradi hat Folgendes geschrieben:
Aber warum ist es falsch die Anfangsgeschwindigkeit mit meiner Formel (also mit der Energie) zu berechnen?

Deine Formel macht in diesem Zusammenhang wenig Sinn: Du schreibst auf die eine Seite eine kinetische Energie auf die andere eine potentielle. Warum sollten diese beiden Energien gleich sein?
Das ist normalerweise nur der Fall, wenn ein Körper z. B. erst in Ruhe ist aber in einer bestimmten Höhe. Dann zu einem späteren Zeitpunkt seine komplette Höhe verloren hat, dafür aber eine Geschwindigkeit.
Beim horizontalen Wurf so wie hier ist es aber doch so, dass der Körper gleich zu Beginn eine Geschwindigkeit und eine Höhe hat. Und diese beiden Energieformen müssen zu eben dem Zeitpunkt des Abwurfes doch gerade nicht gleich sein (könnten zwar, zufälligerweise, aber könnten beide irgendwelche Werte haben).

Da musst Du mir erstmal erklären, was Du eigentlich beim Aufstellen dieser Formel Dir überlegt hast.

Gruß
Marco
erkü



Anmeldungsdatum: 23.03.2008
Beiträge: 1414

Beitrag erkü Verfasst am: 08. Jan 2014 00:43    Titel: Antworten mit Zitat

valeradi hat Folgendes geschrieben:
Aber warum ist es falsch die Anfangsgeschwindigkeit mit meiner Formel (also mit der Energie) zu berechnen?

Frage:
Was hat die Geschwindigkeit in vertikaler Richtung (aus dem EES) mit der gesuchten Anfangsgeschwindigkeit in horizontaler Richtung zu tun ?

Antwort:
Nix ! Lehrer

_________________
Das Drehmoment ist der Moment, wo es zu drehen anfängt. :punk:
valeradi



Anmeldungsdatum: 28.12.2013
Beiträge: 14

Beitrag valeradi Verfasst am: 08. Jan 2014 19:39    Titel: Antworten mit Zitat

Aber ich könnte mir die Maximalgeschwindigkeit v mit meiner Formel ausrechnen, oder?
valeradi



Anmeldungsdatum: 28.12.2013
Beiträge: 14

Beitrag valeradi Verfasst am: 08. Jan 2014 19:43    Titel: Antworten mit Zitat

Ach nein, da muss ich ja die kinetische Anfangsenergie auf der rechten Seite noch dazuaddieren. Hab schon gesehen, dass mir GvC das schon als Antwort geschrieben hat.

Nochmals danke für eure Hilfe!
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