Fortbewegung auf bewegbarem Untergrund

mintaque · Anmeldungsdatum: 15.11.2015 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hallo zusammen,
ich habe (unnötigerweise) Probleme mit der folgenden Aufgabe. Ich weiß selber dass die eigentlich ganz einfach sein sollte, aber ich stehe irgendwie komplett auf dem Schlauch:

Ein 80 kg schwerer Mann steht am Rand einer 3 m langen, 160 kg schweren Eisscholle. Die Eisscholle kann reibungsfrei auf der ruhigen Wasserober?äche treiben. Sie bleibt, unabhängig von der Position des Mannes, stets waagerecht ausgerichtet. Am Anfang ruht die Eisscholle
in 2 m Entfernung zum rettenden Ufer, der Mann steht am gegenüberliegenden Ende in 5 m Entfernung zum Ufer.

a) Der Mann läuft in Richtung Ufer bis zum Ende der Eisscholle und hält an. Wie weit ist er nun vom rettenden Ufer entfernt?

b) Während der Mann läuft, hat er eine konstante Geschwindigkeit von 1,5 m/s relativ zur Eisscholle. Berechnen Sie die kinetische Gesamtenergie des Systems (Mann + Eisscholle) und vergleichen Sie diesen Wert mit der kinetischen Energie, die sich ergäbe, wenn der Mann mit 1,5 m/s am Ufer liefe.

c) Woher kommt die Energie, und wohin verschwindet sie, wenn der Mann am Ende der Eisscholle stoppt? (1 Punkt)

d) An Land kann der Mann aus dem Stand heraus 3 m weit springen. Er steht jetzt am Ende der Scholle, das dem Ufer am nächsten liegt.

i) Er möchte einen Testsprung machen und springt entlang der Eisscholle, also in die Richtung aus der er in Teilaufgabe a) gekommen ist.

ii) Er springt in Richtung rettendes Ufer.
Beim Absprung verlässt er die Eisscholle mit derselben Geschwindigkeit wie bei einem Absprung an Land. Wo landet er jeweils? Begründen Sie qualitativ.

Meine Ideen:
Bei a ist es ja deutlich worauf die hinaus wollen. Der Mann bewegt sich nach vorne, dadurch bewegt sich die Eisscholle vom Ufer weg (Aktion = Rekation), ich bin aber grade einfach zu blöd auf das passende Kräftegleichgewicht zu kommen

b ist ja eigentlich relativ simpel, wobei mir auch hier das Kräftegleichgewicht fehlt. Die kinetische Energie des Mannes liegt natürlich bei E=90J, nun muss ich halt noch auf die Geschwindigkeit der Eisscholle kommen, daran scheitert es bei mir noch

c: Die Energie kommt vom Mann, der sich durch Muskelkraft fortbewegt und geht dann als kinetische Energie in die Scholle über wenn er stoppt (macht das Sinn?)

d ich vermute dass er bei i sogar im Wasser landen könnte, da er die Eisscholle unter sich in die entgegengesetzte Richtung beschleunigt aber mit der selben Geschwindigkeit wie an Land abspringt

ii ist schwer zu sagen da ich in a erstmal errechnen muss wo sich die Scholle nach seinem lauf befindet

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8584

Stichworte: Impulserhaltung und Schwerpunkt.