Elastischer Stoß Aufgabe

breznsepp · Gast

Meine Frage:
Aufgabe:
Ein floß ( mf = 200kg ) schwimmt mit der geschwindigkeit vf = 5m/s am Ufer. Ein Mann ( mM = 80kg ) versucht von einem Steg aus von hinten auf das Floß zu springen. Er landet mit der Geschwindigkeit Vm= 1m/s auf dem Floß, kann sich aber nicht halten und gleitet mit der Geschwindigkeit V = 2m/s VOR dem Floß ins Wasser.

Verstehe nicht wie ich die Gleichungen aufstellen soll !!

Meine Ideen:
Mir ist klar dass es sich um einen Elastischen Stoß handeln muss, da ja der Mann wieder vom Floß springt und nicht drin stehen bleibt.

Ich denke auch dass die Aufgabe mit Impulssatz + Energieerhaltungssatz lösbar sein muss.

Ich verstehe nur den Teil wo der Mann vom floß mit V = 2m/s vor dem Floß ins wasser fällt. Ich kapier einfach nicht wie ich das mathematisch ausdrücken soll. Ich sitze schon ewig und komme null weiter !! Hoffentlich kann mir wer helfen ! Danke

breznsepp · Gast

Habe ganz die eigentliche Frage vergessen ( schon ziemlich durch vom vielen überlegen ):

Wie schnell ist das Fl0ß nachdem der mann ins wasser gefallen ist ?

Mein Ansatz ist:

Impulssatz: mf*vf + mM*vm = mf*uf + mM*um

Energieerhaltungssatz: mf/2*vf^2 + mM/2*vm^2 = ???????

Ich kapiere nicht wie ich den Umstand dass der mann 2m/s vor dem Floß im wasser ist nicht. Wie soll ich da ne gleichung draus machen ? Oder bin ich ganz falsch mit meinem ansatz ?!

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5796 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Nein, das ist kein elastischer Stoß. Das ist eigentlich gar kein Stoß, eher ein "Draufspringen" und dann wieder "Runterspringen" oder so...

Die Energie muss dabei nicht erhalten bleiben, weil der Mann ja z. B. Energie in das System stecken kann, beim Anspringen.

Du hast die Massen und die Geschwindigkeiten von beiden Massen vorher und die Geschwindigkeit des Mannes nachher. Dir reicht also die Impulserhaltung, um die Aufgabe zu lösen, weil bei einer Impulsbilanz nur noch eine Variable, nämlich die Geschwindigkeit des Flosses nachher, fehlt und das ist auch gerade die gesuchte Größe.

Gruß
Marco

breznsepp · Gast

Hi ! Vielen Dank, jetzt hab ich das richtige Ergebnis raus !!

Jetzt habe ich aber noch eine Verständnisfrage:

Wenn ich mit der Betrachtung rein an die Energieniveaus gehe ( Energieerhaltungssatz ) komme ich nicht auf das Ergebnis.

Warum nicht ?

Ich habe doch kinetische Energie im fahrenden floß, gebe dann weitere kin. energie in form des mannes der drauf springt dazu. Dann ziehe ich wieder kin. energie ab wenn der mann das floß wieder verlässt. Warum geht diese Betrachtung hier nicht ?
Ich sehe keinen Grund warum ( ideal betrachtet ) Energie verloren gehen sollte. Das floss hat am ende wieder eine bestimmte kin. energie, der mann der schwimmt auch. Warum kann ich den Energieerhaltungssatz nicht andwenden ? Vielen Dank !!

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5796 Wohnort: Heidelberg

Sicherlich ist die Energie insgesamt erhalten, wenn man von einem abgeschlossenen System ausgeht.
Aber Energie kommt ja nicht nur in form kinetischer Energie vor. Beim unelstischen Stoß wird die kinetische Energie ja auch geringer.
Hier ist das ja sogar noch viel komplizierter: Der Mann hat Muskeln, die chemische Energie umsetzen können, oder auch kinetische Energie absorbieren können, etc. Das ganze System ist ja mechanisch extrem komplex, mit allen Knochen und Gelenken, Muskeln, schwabbelndes Fett, Gummi-Solen, etc.

Warum sollte hier dann unbedingt die kinetische Energie erhalten bleiben? Das wäre ja schon sehr überraschend...

Gruß
Marco

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Leider fehlt mir immer noch die eindeutige Vorstellung des knochenbrecherischen Kunststücks: was eigentlich passierte, wo vorn oder hinten ist, welche Richtung die Geschwindigkeiten haben und ob sie vom Ufer aus gemessen wurden?
grübelnd

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5796 Wohnort: Heidelberg

Ich bin davon ausgegangen, dass das Boot "nach vorne" fährt und dass alle Geschwindigkeit bezüglich des Ufers sind.
Aber so richtig praktisch vorstellen, wie das gehen soll, kann ich es mir auch nicht ganz. Warum sollte der Mann langsamer von einer Seite drauf springen, ausrutschen und dann schneller auf der anderen wieder runter fliegen. Das erscheint mir auch sehr unrealistisch bzw. sehr konstruiert...

Gruß
Marco