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Wolfi
Anmeldungsdatum: 26.10.2016
Beiträge: 1
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 Wolfi Verfasst am: 26. Okt 2016 22:35 Titel: Federkraft |
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Meine Frage:
Hallo...wäre sehr dankbar für folgende Lösung: Eine Feder wird in einem Rohr von einer Kugel (50 Gramm ) 2 mm nach Unten gedrückt. Wie weit fliegt die Kugel wenn sie um weitere 15 cm zusammengedrückt wird bei plötzlichem Loslassen?
Reibungswerte bleiben unberücksichtigt.
Danke Euch!
Meine Ideen:
Weiß leider nicht welche Formel |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 27. Okt 2016 00:47 Titel: Re: Federkraft |
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Willkommen im Forum Wolfi! 
Eine fertige Formel für die mehrschrittige Lösung des Problems würde Dir nichts nützen, aber ein paar Tips vielleicht:
Wenn man rückwärts überlegt: Die maximale Schußweite hängt von der Startgeschwindigkeit des Geschosses ab, also von seiner kinetischen Energie beim Verlassen des Gewehrs.
Es gilt also, die in die Feder "hineingesteckte" Energie aufzuschreiben, angefangen vielleicht mit der Federkonstanten ... |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 27. Okt 2016 01:09 Titel: |
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Ich nehme mal an, die Kugel wird senkrecht nach oben abgeschossen, da weder ein Abschusswinkel noch die Abschusshöhe angegeben ist. Und die Frage lautet möglicherweise nicht, wie weit, sondern wie hoch die Kugel fliegt.
Warum der Umweg über die kinetische Energie? Die kinetische Energie hat vor dem Abschuss und im höchsten Punkt ihrer Flugbahn die kinetische Energie Null. Also braucht sie überhaupt nicht berücksichtigt zu werden. Es sei denn, nach der Abschussgeschwindigkeit wäre gefragt. Diese Frage vermisse ich aber in der Aufgabenstellung.
Nach Energieerhaltungssatz muss die gesamte im System gespeicherte Energie zu jeder Zeit gleich sein. Vor dem Abschuss ist nur Federspannenergie gepeichert, im höchsten Punkt nur potentielle Energie. |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 27. Okt 2016 01:19 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Warum der Umweg über die kinetische Energie? |
Du weißt genau, daß die gesuchte Schußweite (egal wohin) unmittelbar vom Quadrat der Abschußgeschwindigkeit, also der ursprünglichen kinetischen Energie = Federenergie abhängt. Lassen wir also bitte erstmal den Fragesteller zu Wort kommen! |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 27. Okt 2016 01:58 Titel: |
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| franz hat Folgendes geschrieben: | | Du weißt genau, daß die gesuchte Schußweite (egal wohin) unmittelbar vom Quadrat der Abschußgeschwindigkeit, also der ursprünglichen kinetischen Energie = Federenergie abhängt. |
Ja natürlich weiß ich das. Ich weiß aber auch, dass die Schussweite vom Abschusswinkel und von der Abschusshöhe abhängt. Zu beiden Größen fehlen in der Aufgabenstellung Zahlenangaben, während Masse und Federweg zahlenmäßig angegeben sind. Welchen Sinn sollten diese Angaben haben, wenn es sich nicht um einen senkrechten Schuss handelt? Allerdings ist in der Aufgabe auch nicht explizit nach einem Zahlenwert für die Schussweite gefragt. Insofern hast Du natürlich prinzipiell recht. Und Du hast insbesondere damit recht, dass der Fragesteller die Anfangssituation aufklären sollte.
Ich wollte mit meinem Beitrag auch nur vor einer auch hier im Forum weit verbreiteten Unsitte warnen, bei Prozessen mit mehrfachen verlustfreien Energieumwandlungen jede einzelne Umwandlung zahlenmäßig zu berechnen (mit entsprechenden Rundungsfehlern), sofern die Aufgabe nur einen Vergleich von Anfangs- und Endzustand vorsieht. Aber damit war ich dann wegen der ungeklärten Anfangsbedingungen, die ich fälschlicherweise als geklärt angenommen habe, in der Tat etwas voreilig. |
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Fredl
Gast
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| Fredl Verfasst am: 27. Okt 2016 08:42 Titel: Schussweite |
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Kugel bleibt im Rohr und es ist senkrecht nach oben ausgerichtet. |
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Auwi
Anmeldungsdatum: 20.08.2014
Beiträge: 602
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| Auwi Verfasst am: 27. Okt 2016 09:33 Titel: |
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Das Gewicht von 50g drückt die Feder um 2mm zusammen.
Daraus kannst Du die Federkonstante D=F/l ermitteln.
Mit der Federkonstanten kannst Du dann die Federenergie beim Zusammendrücken auf weitere 15 cm berechnen.
Diese Federenergie wird ohne Reibung in potentielle Energie umgewandelt, deren Höhe Du berechnen kannst. |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 27. Okt 2016 10:24 Titel: Re: Schussweite |
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| Fredl hat Folgendes geschrieben: | | Kugel bleibt im Rohr und es ist senkrecht nach oben ausgerichtet. |
Wir warten auf eine Klärung der Schußrichtung durch den Fragesteller wolfi, bei dem die Kugel übrigens nicht steckenblieb, sondern das Rohr erwartungsgemäß verlassen hatte. |
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