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Ball auf einer Kepler-Ellipse
 
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Denzel



Anmeldungsdatum: 19.11.2014
Beiträge: 2

Beitrag Denzel Verfasst am: 19. Nov 2014 20:12    Titel: Ball auf einer Kepler-Ellipse Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Guten Abend,
ich sitze aktuell vor einer Physikaufgabe und mir fehlt irgendwie gerade der richtige Ansatz.

Es geht um einen kleinen Prinzen, der auf einem Kometen lebt. (Dazu müsste es auch eine Erzählung geben.) Der Prinz schießt nun einen Ball B in große Höhe. So hoch, dass die Bewegung auf einer Kepler-Ellipse stattfindet. Die Gleichung lautet:



Wobei wohl die Position ist, von wo der Ball abgeschossen wird. Es ist bekannt:
+ Radius R ist bekannt
+ Masse M ist bekannt
+ Der Asteroid rotiert nicht. (Bewegung in 2 Dimensionen/(x,y)-Ebene.)
+ Bei wird der Ball auf dem Boden abgeschossen.
+ Anfangsgeschwindigkeit am Äquator (bei ) ist bekannt.

Aufgaben
a) Den Parameter durch Anfangsgeschwindigkeit und Schwerebeschleunigung an der Oberfläche ausdrücken.
b) Mit Hilfe der Anfangsbedingungen die numerische Exzentrität sowie die durch den Winkel beschriebene Lage der großen Halbachse bestimmen.

Meine Ideen:
Naja, versucht habe ich 2 Dinge. Der eine über das Ableiten von und dann über und die Konstante zu bestimmen. Das endete aber in komplexen Zahlen.

Danach habe ich versuchst die Gleichung: nach umzustellen und in einzusetzen. Damit kam ich auf . Das sieht aber irgendwie auch nicht gerade so aus, als ob es richtig ist.
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583

Beitrag franz Verfasst am: 20. Nov 2014 00:31    Titel: Re: Ball auf einer Kepler-Ellipse Antworten mit Zitat

Denzel hat Folgendes geschrieben:
Bewegung auf einer Kepler-Ellipse

Wie ist das zu verstehen:
- Bewegung um den Kometen / Asteroiden, oder irgendeinen Zentralkörper?
- Im ersteren Fall: Wird er nicht in den Startpunkt zurückkommen? Müßte er also waagerecht gestartet werden?
grübelnd
Denzel



Anmeldungsdatum: 19.11.2014
Beiträge: 2

Beitrag Denzel Verfasst am: 20. Nov 2014 09:28    Titel: Re: Ball auf einer Kepler-Ellipse Antworten mit Zitat

franz hat Folgendes geschrieben:
Denzel hat Folgendes geschrieben:
Bewegung auf einer Kepler-Ellipse

Wie ist das zu verstehen:
- Bewegung um den Kometen / Asteroiden, oder irgendeinen Zentralkörper?
- Im ersteren Fall: Wird er nicht in den Startpunkt zurückkommen? Müßte er also waagerecht gestartet werden?
grübelnd

Es ist eigentlich eine Art Wurf. Der Ball wird (nicht senkrecht nach oben) geschossen. Laut Aufgabe heißt es: Er fliegt so hoch, dass die Schwerebeschleunigung nichtmehr konstant ist, und die Näherung als Wurfparabel ihre Gültigkeit verliert. Stattdessen ist die Flugbahn Teil einer Kepler-Ellipse.

In Aufgabe (c) soll der Ball dann zum Beispiel auch vom Äquator (auf einer Kepler Ellipse) zum Nordpol geschossen.

Er kommt also zurück, aber nicht auf den gleichen Punkt.
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