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Dynamik, Ball fällt ins Wasser
 
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Dreistein007



Anmeldungsdatum: 11.01.2016
Beiträge: 712

Beitrag Dreistein007 Verfasst am: 28. Feb 2017 20:57    Titel: Dynamik, Ball fällt ins Wasser Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Eine Kugel mit dem Radius und der Dichte fällt mit der Anfangsgeschwindigkeit
.Welche Wegstrecke legt sie dort bis zu ihrem Stillstand zurück?Die Bremskraft durch die innere Reibung ist:

wobei die Zähigkeit von Wasser
ist.

1.Wie geht diese Aufgabe?
2.Welche Themengebiete muss man können, um diese Aufgabe 100% lösen zu können, bitte auch Unterthemen nennen.
3.Wie geht man an diese Aufgabe ran (jede Formel erklären, damit ich sie nachvollziehen kann)
4. Was ist der 1. Schritt, der 2. Schritt usw...?
5. Muss die Gewichtskraft nicht eine negative Kraft sein, weil sie entgegengesetzt der Y-Achse verläuft?
Also dann so:
und dann müsste doch die Reibkraft dagegenwirken, und diese würde dann in richtung der y-Achse wirken und wäre positiv:

Wenn nein, warum nicht? Logisch wäre es, denn bei Bewegungen funktionierte diese Achsenbetrachtung immer.

Bemerkung: Bitte auf nummerierte Fragen eingehen, und sie nicht offen stehen lassen. Falls sie offen steht, dann wenigstens sagen, dass man selbst die Frage nicht beantworten kann wegen zu wenig Wissen oder Sonstigem.

Meine Ideen:
Ich habe mir eine Skizze gemacht. Siehe Skizze.

Die Kugel bleibt stehen, wenn ein Kräftegleichgewicht herrscht.Sie kann nur im Wasser stehen bleiben, wenn die Kugel dieselbe Dichte hat, wie das Wasser.In unserem Fall ist dies so.

ist die Gewichtskraft des Körpers.

Vielleicht spielt Archimedsches Prinzip eine Rolle:

Nach dem Prinzip erfährt ein vollständig in einem Fluid(einer Flüssigkeit oder einem Gas) eingetauchter Körper eine Auftriebskraft, die gleich der Gewichtskraft des Volumens das verdrängten Stoffes ist.

Betrachtung der Gewichtskraft :


Da nicht gegeben ist, so kann man es halt umschreiben, da man die Dichte hat, und dann würde das Volumen fehlen.Aber da wir eine Kugel haben, so kann man das auch umschreiben und erhält dann:


Und da es in negative Richtung fällt:




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hansguckindieluft



Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212

Beitrag hansguckindieluft Verfasst am: 28. Feb 2017 22:03    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

zu 1.
kommt darauf an: Wenn der Eintauchvorgang mit berücksichtigt werden soll: keine Ahnung.
Wenn nur der Vorgang unter Wasser (mit bekannter Anfangsgeschwindigkeit) betrachtet werden soll:
- Bewegungsgleichung aufstellen (inhomogene lineare DGL)
- Anfangswertproblem lösen => v(t)
- v(t) integrieren, um x(t) zu erhalten
- auflösen nach v(t)=0
- t für v(t)=0 in x(t) einsetzen

Gruß
Dreistein007



Anmeldungsdatum: 11.01.2016
Beiträge: 712

Beitrag Dreistein007 Verfasst am: 28. Feb 2017 22:21    Titel: Antworten mit Zitat

Hmm...
das habe ich nicht verstanden. Ich brauche das formal aufgezeigt.

Wieso hast du die anderen Fragen nicht beantwortet?
Wenn du es nicht wusstest, dann habe ich doch geschrieben, dass du dann schreiben sollst, dann du entweder weniger Wissen hast, oder es einfach nicht weißt.

Meine Fragen hängen miteinander zusammen. Deswegen sollen alle Fragen beantwortet werden. Habe ich eigentlich explizit erwähnt.

Trotzdem danke für diese kurze Erklärung.
hansguckindieluft



Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212

Beitrag hansguckindieluft Verfasst am: 28. Feb 2017 22:57    Titel: Antworten mit Zitat

nimms mir nicht übel, aber ich helfe so, wie ich es für richtig halte. Lass uns doch erstmal einfach anfangen.

Zuerst: soll nur der Teil "unter Wasser" gelöst werden?
Wenn ja:

Zeichne die Kugel und definiere eine gerignete Wegkoordinate.
Dann trage alle angreifenden Kräfte an.
Als nächstes stellst Du das Kräftegleichgewicht auf und setzt es in ein.

Was Du dann erhälst, ist die Bewegungsgleichung, die es zu lösen gilt.
Schaffst Du das?
Dreistein007



Anmeldungsdatum: 11.01.2016
Beiträge: 712

Beitrag Dreistein007 Verfasst am: 28. Feb 2017 23:24    Titel: Antworten mit Zitat

Hm... eigentlich weiß ich doch selber, wie mir am besten geholfen werden sollte. Ich mag es kurz und schmerzlos ohne viel rumgeiere und philosophieren.


Aber nun gut.. dann folge ich mal deinen Hilfestellungen:

hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:

Zuerst: soll nur der Teil "unter Wasser" gelöst werden?

Das weiß ich nicht.

hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:

Zeichne die Kugel und definiere eine gerignete Wegkoordinate.

Was ist eine gerignete Wegkoordinate''?
Ich habe doch die Kugel gezeichnet, siehe Attachments.


hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:

Dann trage alle angreifenden Kräfte an.

Auch das habe ich in meiner Zeichnung eingetragen.

hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:

Als nächstes stellst Du das Kräftegleichgewicht auf und setzt es in ein.

Wie kommst du dadrauf es mit aufzuschreiben, und nicht anders? (Deswegen sagte ich Erklärung + Gleichung)
hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:

Was Du dann erhälst, ist die Bewegungsgleichung, die es zu lösen gilt.

Dafür muss ich erstmal den Anfang verstehen. Es soll ja nach dir gehen, so frage ich dich, wo der Anfang nun ist?
hansguckindieluft



Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212

Beitrag hansguckindieluft Verfasst am: 01. März 2017 04:28    Titel: Antworten mit Zitat

Dreistein007 hat Folgendes geschrieben:
Hm... eigentlich weiß ich doch selber, wie mir am besten geholfen werden sollte. Ich mag es kurz und schmerzlos ohne viel rumgeiere und philosophieren.


Aber nun gut.. dann folge ich mal deinen Hilfestellungen:

hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:

Zuerst: soll nur der Teil "unter Wasser" gelöst werden?

Das weiß ich nicht.


Das ist schlecht, denn der Eintauchvorgang lässt sich m. E. nicht analytisch berechnen.

Dreistein007 hat Folgendes geschrieben:

hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:

Zeichne die Kugel und definiere eine gerignete Wegkoordinate.

Was ist eine gerignete Wegkoordinate''?
Ich habe doch die Kugel gezeichnet, siehe Attachments.


Von wo und in welche Richtung möchtest Du die Position (Eintauchtiefe) der Kugel angeben? Ich würde den Nullpunkt an die Wasseroberfläche legen und die positive Richtung nach unten zählen.

Dreistein007 hat Folgendes geschrieben:

hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:

Dann trage alle angreifenden Kräfte an.

Auch das habe ich in meiner Zeichnung eingetragen.


Ok.

Dreistein007 hat Folgendes geschrieben:

hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:

Als nächstes stellst Du das Kräftegleichgewicht auf und setzt es in ein.

Wie kommst du dadrauf es mit aufzuschreiben, und nicht anders? (Deswegen sagte ich Erklärung + Gleichung)


Ich hab es so (mit der Ableitung der Geschwindigkeit) hingeschrieben, weil die Bewegungsgleichung dann eine DGL 1. Ordnung wird. Und außerdem benötigst Du ja die Funktion für die Geschwindigkeit unter Wasser um herauszufinden, wann die Kugen zum Stillstand kommt.

Dreistein007 hat Folgendes geschrieben:

hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:

Was Du dann erhälst, ist die Bewegungsgleichung, die es zu lösen gilt.

Dafür muss ich erstmal den Anfang verstehen. Es soll ja nach dir gehen, so frage ich dich, wo der Anfang nun ist?


Kannst Du mit den Ansätzen jetzt die Bewegungsgleichung hinschreiben?
Dreistein007



Anmeldungsdatum: 11.01.2016
Beiträge: 712

Beitrag Dreistein007 Verfasst am: 01. März 2017 07:55    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo ,
danke erstmal.
Das hilft mir leider nicht weiter.
Fragestellung 2. muss ich verstehen, nach der ich fragte.
Der Anfang ist bisschen klarer, Kräftegleichgewicht soll als Gleichung gelten.
Frage 5. will ich gerne beantwortet bekommen.

Du sagst dass du es so aufgeschrieben hast , weil es eine DGL 1. Ordnung wird.
Das ist eine Benennung des nächsten Schrittes. Das hilft mir so nicht, denn ich will verstehen, warum du genau eine DGL 1. Ordnung gebildet hast. Wozu also?
Woher weiß du das, welche Signalwörter liest du aus der Aufgabenstellung, damit du dir sagst,,ah hier muss ich DGL anwenden"? Man macht ja nichts ohne Sinn bekanntlich.

Danke

PS : Ich weiß immernoch nicht was eine gerignete Wegkoordinate ist.
Mathefix



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Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 01. März 2017 09:23    Titel: Antworten mit Zitat

Ich würde so vorgehen: Den gesamten Ablauf unter Anwendung des EES und Archimedes in 3 Phasen unterteilen.

Phase 1. Fall


Energie beim Auftreffen auf das Medium



oder



Phase 2. Eintauchen

Arbeit, die bis zum vollständigen Eintauchen der Kugel verrichtet wird

y = Eintauchtiefe

Eintaucharbeit (Archimedes)







Reibarbeit in der Eintauchphase

Keine Idee zur Berechnung

Phase 3. Tauchen

3.1 Taucharbeit (Archimedes)



3.2 Reibarbeit



Energiebilanz



Zuletzt bearbeitet von Mathefix am 01. März 2017 13:20, insgesamt 3-mal bearbeitet
hansguckindieluft



Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212

Beitrag hansguckindieluft Verfasst am: 01. März 2017 10:35    Titel: Antworten mit Zitat

Dreistein007 hat Folgendes geschrieben:

Frage 5. will ich gerne beantwortet bekommen.

Die Gewichtskraft zeigt natürlich nach unten. Jetzt kommt es eben darauf an, wie Du das Koordinatensystem legst, ob die Gewichtskraft ein negatives oder positives Vorzeichen bekommt. Auftrieb und Reibungskraft zeigen nach oben.

Dreistein007 hat Folgendes geschrieben:

Du sagst dass du es so aufgeschrieben hast , weil es eine DGL 1. Ordnung wird.
Das ist eine Benennung des nächsten Schrittes. Das hilft mir so nicht, denn ich will verstehen, warum du genau eine DGL 1. Ordnung gebildet hast. Wozu also?
Woher weiß du das, welche Signalwörter liest du aus der Aufgabenstellung, damit du dir sagst,,ah hier muss ich DGL anwenden"? Man macht ja nichts ohne Sinn bekanntlich.

Wenn Du die auftretenden Kräfte in die Gleichung F=m*a einträgst, dann siehst Du, dass es eine DGL ist. Du musst es nicht vorher wissen. Wenn man nicht weiß, wie man eine Aufgabe lösen soll, dann macht man erstmal eine Skizze und trägt alle angreifenden Kräfte an (hast Du gemacht). Da es sich um Dynamik handelt, gilt F=m*a. Du trägst die Kräfte also in die Gleichung F=m*a ein.
Nun kannst Du natürlich F=m*a umschreiben in . Dann hast Du eine DGL 2. Ordnung. Du kannst aber auch schreiben . Dann hast Du eine DGL 1. Ordnung. Jetzt ist es Dir überlassen, ob Du lieber eine DGL 1. Ordnung löst, oder eine DGL 2. Ordnung.

Dreistein007 hat Folgendes geschrieben:

PS : Ich weiß immernoch nicht was eine gerignete Wegkoordinate ist.


Du musst doch irgendwo eine Koordinate einführen. Wie willst Du sonst sagen: "an der Stelle x hat die Kugel die Geschwindigkeit y"? Und Du musst Dich entscheiden, wo die Koordinate ihren Ursprung hat (wo ist Null?), und in welche Richtung sie zeigt.

Ok, ich habe den ersten Schritt bis zur Bewegungsgleichung in den Anhang gepackt. Vielleicht wird es dann deutlich.

Gruß



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Mathefix



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Beitrag Mathefix Verfasst am: 01. März 2017 13:26    Titel: Antworten mit Zitat

hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:
Dreistein007 hat Folgendes geschrieben:


Ok, ich habe den ersten Schritt bis zur Bewegungsgleichung in den Anhang gepackt. Vielleicht wird es dann deutlich.


Ich habe die Aufgabe so verstanden

Die Kugel fällt aus der Höhe h und trifft mit v_0 auf die Wasseroberfläche.
Dann taucht sie ein.

In Deiner DGL ist der Vorgang des Eintauchens nicht berücksichtigt. Du beginnst mit der Bewegungsgleichung, wenn die Kugel gerade vollständig eingetaucht ist.

M.E. lässt sich die Aufgabe nicht über eine Kräftebetrachtung lösen, sondern nur über EES.
hansguckindieluft



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Beitrag hansguckindieluft Verfasst am: 01. März 2017 13:36    Titel: Antworten mit Zitat

Ob der Eintauchvorgan mit berücksichtigt werden soll oder nicht, konnte mit der Fragesteller trotz mehrmaliger Nachfrage nicht beantworten. Daher habe ich die Annahme gemacht, dass nur der Vorgang unter Wasser betrachtet werden soll (und habe dies auch geschrieben).
Der Eintauchvorgang lässt sich m. E. nicht analytisch berechnen: Die Kugel "klatscht" auf die Wasseroberfläche, muss die Oberflächenspannung überwinden, Wasser wird verdrängt und spritzt nach oben usw.
Deine Berechnung geht davon aus, dass der Ball "langsam" eintaucht. Das ist m. E. fernab der Realität. Aber berechnen kann man natürlich viel, wenn der Tag lang ist...
Mathefix



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Beitrag Mathefix Verfasst am: 01. März 2017 14:00    Titel: Antworten mit Zitat

hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:
Ob der Eintauchvorgan mit berücksichtigt werden soll oder nicht, konnte mit der Fragesteller trotz mehrmaliger Nachfrage nicht beantworten. Daher habe ich die Annahme gemacht, dass nur der Vorgang unter Wasser betrachtet werden soll (und habe dies auch geschrieben).
Der Eintauchvorgang lässt sich m. E. nicht analytisch berechnen: Die Kugel "klatscht" auf die Wasseroberfläche, muss die Oberflächenspannung überwinden, Wasser wird verdrängt und spritzt nach oben usw.
Deine Berechnung geht davon aus, dass der Ball "langsam" eintaucht. Das ist m. E. fernab der Realität. Aber berechnen kann man natürlich viel, wenn der Tag lang ist...


Von "aufklatschen" etc. habe ich genauso abstrahiert wie Du die Erwärmung des Wassers durch Reibung und die Änderung der Schwerkraft mit der Eintauchtiefe nicht berücksichtigst hast.

Die Skizze zeigt klar, dass die Kugel ins Wasser fällt und dann der Eintauchvorgang beginnt.

Wir diskutieren hier ein Modell und lassen die Spitzfindigkeiten weg.
hansguckindieluft



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Beitrag hansguckindieluft Verfasst am: 01. März 2017 14:27    Titel: Antworten mit Zitat

hier siehst Du eine Simulation eines Eintauchvorgangs:
https://www.youtube.com/watch?v=li4d-4kmjWc

Du meinst also, das könne man analytisch berechnen, indem man nur die Eintaucharbeit bei langsamem Eintauchen berücksichtigt? Ok, dann sind wir in diesem Punkt unterschiedlicher Meinung.

Zur Aufgabe: Wenn ein freier Fall vor dem Eintauchen berücksichtigt werden soll, worauf bezieht sich dann die angegebene Anfangsgeschwindigkeit?
Ist das die Anfangsgeschwindigkeit zu Beginn oder zum Ende des freien Falls? Und wenn es die Geschwindigkeit zum Ende des freien Falls ist, warum sollte dann der freie Fall überhaupt berücksichtigt werden?

Wie dem auch sei, solange nichtmal der Fragesteller weiß, ob der Eintauchvorgang und der freie Fall mit berücksichtigt werden soll, können wir uns jede weitere Diskussion sparen.

Gruß
hansguckindieluft



Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212

Beitrag hansguckindieluft Verfasst am: 01. März 2017 15:10    Titel: Antworten mit Zitat

Mathefix hat Folgendes geschrieben:
Ich würde so vorgehen: Den gesamten Ablauf unter Anwendung des EES und Archimedes in 3 Phasen unterteilen.


nur zu meinem Verständnis:

Wo berücksichtigst Du die potenzielle Energie während der "Unterwasser- Phase"?

Woher bekommst Du den Geschwindigkeitsverlauf unter Wasser für die Reibarbeit unter Wasser?

Gruß
Dreistein007



Anmeldungsdatum: 11.01.2016
Beiträge: 712

Beitrag Dreistein007 Verfasst am: 01. März 2017 17:50    Titel: Antworten mit Zitat

Ich denke mir, dass das Geschehen erst betrachtet werden soll, nachdem der Körper mit der Anfangsgeschwindigkeit ins Wasser gefallen ist, und dort stehen geblieben ist.

zu hans:

1. Ich weiß immer noch nicht, was das geschrieben Wort von dir zu bedeutet hat. Das habe ich extra rot markiert, und du hast es wahrscheinlich absichtlich nicht beantwortet. Was bedeutet ,,gerignete''?

2.Deine Ausführung erklärt leider immer noch nicht, warum man

schreibt, also genau : Warum schreibt man ?
Wieso schreibt man nicht ?
Du sagst dgl 1 ordung, schön und gut, das erklärt aber nicht den Zusammenhang.
Wieso muss quasi g so umgeschrieben werden?

Ansonsten danke für den Anfang, aber ich muss immernoch den Anfang verstehen, bevor ich mich auf die Gleichung konzentrieren kann.


hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:

Die Gewichtskraft zeigt natürlich nach unten. Jetzt kommt es eben darauf an, wie Du das Koordinatensystem legst, ob die Gewichtskraft ein negatives oder positives Vorzeichen bekommt.


Äh.... ich habe doch meine Frage unter Punkt 5. deutlich beschrieben.
Ich sagte doch, dass wir das so betrachten, wie es ist. Gewichtskraft wirkt entgegengesetzt zu der y-Achse und Bremskraft wirkt in Richtung der y-Achse.
Geht man entgegengesetzt der y-Achse, so ist das Vorzeichen negativ, und geht man in Richtung der y-Achse, so ist das Vorzeichen positiv.
Also, kann ich es so auffassen?

hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:

Ob der Eintauchvorgan mit berücksichtigt werden soll oder nicht, konnte mit der Fragesteller trotz mehrmaliger Nachfrage nicht beantworten.


trotz mehrmaliger Nachfrage nicht beantworten?
Hä? Ich habe dir die Frage doch benatwortet, warum schreibst du, dass ich sie dir nicht beantwortet hätte`? Das ist dann gelogen.
Ich sagte, dass ich es nicht weiß, und dass ist eine Beantwortung deiner Frage.
Ansonsten ist deine Aussage so zu verstehen, als hätte ich das ignoriert, was du mich gefragt hast, was ja wohl nicht stimmen kann.
hansguckindieluft



Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212

Beitrag hansguckindieluft Verfasst am: 01. März 2017 19:56    Titel: Antworten mit Zitat

Zu 1.
Mit "geeignet" meinte ich z. B. , dass Du den Nullpunkt auf die Wasseroberfläche setzt, da ja die Eintauchtiefe gesucht ist, und die wird von der Wasseroberfläche aus gemessen. Ob Du die Variable nun x oder y nennst, und ob die positive Richtung nach oben oder unten zeigt, bleibt natürlich Dir überlassen. Ich habe in meiner Skizze nach unten positiv gezählt, weil ich es logischer finde, dass die Eintauchtiefe ein positives Vorzeichen hat. Wenn Du aber lieber y mit positiver Richtung nach oben definieren möchtest, dann ist das auch ok. Die Antwort auf Frage 5 wäre dann: Ja, kann man so machen.

Zu 2.
F=m*g ist doch nur die Gewichtskraft.
Also: Auf den Körper wirken drei Kräfte (Gravitation, Auftrieb, Reibung). Solange sich die drei Kräfte nicht genau gegenseitig aufheben, gibt es eine resultierende Kraft auf die Kugel. Und diese Kraft führt dazu, dass die Kugel beschleunigt wird. Es gilt also:

F=m*a

Nun ist ja die Beschleunigung nun mal die zweite Ableitung des Ortes nach der Zeit, oder eben die erste Ableitung der Geschwindigkeit nach der Zeit.

Wenn also Deine Koordinate y sein soll, kannst Du F=m*a auch schreiben als:
oder eben auch


Ich habe mich für letzteres entschieden, weil die DGL dann vom Grad 1 ist, was mir besser gefällt als eine DGL 2. Ordnung.

Ich hoffe, das war jetzt verständlich.

Die Frage nach dem Eintauchvorgang hast Du nicht beantwortet. Du hast geschrieben, dass Du es nicht weißt, also kannst Du es nicht beantworten. Aber egal, lassen wir das
hansguckindieluft



Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212

Beitrag hansguckindieluft Verfasst am: 02. März 2017 09:37    Titel: Antworten mit Zitat

Dreistein007 hat Folgendes geschrieben:
Was bedeutet ,,gerignete''?


sorry, da hatte ich mich vertippt. Das sollte "geeignete" heißen.
Dreistein007



Anmeldungsdatum: 11.01.2016
Beiträge: 712

Beitrag Dreistein007 Verfasst am: 02. März 2017 22:55    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

Moment ich überlege noch
Fazzel



Anmeldungsdatum: 03.03.2017
Beiträge: 6

Beitrag Fazzel Verfasst am: 03. März 2017 10:24    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Wieso hast du die anderen Fragen nicht beantwortet?
Wenn du es nicht wusstest, dann habe ich doch geschrieben, dass du dann schreiben sollst, dann du entweder weniger Wissen hast, oder es einfach nicht weißt.

Meine Fragen hängen miteinander zusammen. Deswegen sollen alle Fragen beantwortet werden. Habe ich eigentlich explizit erwähnt.


Wie unhöflich ist das denn xD Die Leute helfen hier aus freien Stücken und deine Aufgabe ist alles andere als kurz. Sorry aber Ich hätte nach der Aussage schon garnicht mehr weitergeholfen
Dreistein007



Anmeldungsdatum: 11.01.2016
Beiträge: 712

Beitrag Dreistein007 Verfasst am: 03. März 2017 10:52    Titel: Antworten mit Zitat

Wie du regieren würdest interessiert mich nicht ,sry.
Mir geht es darum, exakte Fragen zu stellen, anstatt, dass ich nichts frage, und dann würde die Antwort kommen: ,,Ja was genau willst du denn fragen?'' und dann müsste ich wieder eine Frage formulieren.
Deswegen habe ich sofort diese 5 Fragen formuliert, die ich nicht kannte.
Also sry, wenn du das nicht begreifen kannst. Jeder definiert Unhöflichkeit anders.
PS: Und wenn dann auf die Fragestellungen nicht eingegangen wird, dann hat es nichts mit meiner Unhöflichkeit zutun sondern mit der Frechheit desjenigen, der sie vehement ignoriert. Aber hansimGlück ist doch ein guter Helfer, außerdem hat er mir alle meine Fragen beantwortet, wenn auch später.
So sind wir alle beide glücklich, und alles ist gut.

Ich habe die Aufgabe fast gelöst, heute poste ich sie.
moody_ds



Anmeldungsdatum: 29.01.2016
Beiträge: 515

Beitrag moody_ds Verfasst am: 03. März 2017 11:09    Titel: Antworten mit Zitat

Dreistein007 hat Folgendes geschrieben:

Also sry, wenn du das nicht begreifen kannst. Jeder definiert Unhöflichkeit anders.

Ich wollte mich (eigentlich) nicht einmischen, aber ein "Wie unverschämt?!" juckte mich die ganze Zeit schon in den Fingern.

Dreistein007 hat Folgendes geschrieben:

PS: Und wenn dann auf die Fragestellungen nicht eingegangen wird, dann hat es nichts mit meiner Unhöflichkeit zutun sondern mit der Frechheit desjenigen, der sie vehement ignoriert.

Wirklich Frech von den Leuten Augenzwinkern

Du kannst froh sein, dass hansguckindieluft so eine Engelsgeduld mitbringt. 3 Posts auf einem offensichtlichen Tippfehler herumzureiten...
Dreistein007



Anmeldungsdatum: 11.01.2016
Beiträge: 712

Beitrag Dreistein007 Verfasst am: 03. März 2017 12:00    Titel: Antworten mit Zitat

Ist schon gut moody ds Lehrer

So , hab jetzt die Aufgabe geschafft.

Stimmt das so?

Ansonsten danke dir hansimGlück! Danke für die Geduld!


PS Wo Auftriebskraft steht im Blatt 1 soll eigentlich Bremskraft sein. Sry



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hansguckindieluft



Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212

Beitrag hansguckindieluft Verfasst am: 03. März 2017 12:20    Titel: Antworten mit Zitat

Dreistein007 hat Folgendes geschrieben:

Stimmt das so?


habs nur überflogen. Sieht ganz gut aus. Das Endergebnis habe ich auch raus.
Allerdings ist meine Rechnung etwas kürzer. Ich habe sie mal als Anregung in den Anhang gepackt. Auf eins möchte ich noch hinweisen:
Du sagst, dass ein Kräftegleichgewicht herrschen muss, damit die Kugel stehen bleibt. Das ist nicht zwingend so. Wenn ein Kräftegleichgewicht vorliegt heißt das nur, dass der Körper nicht weiter beschleunigt. Bei einem Fallschirmspringer liegt auch ein Kräftegleichgewicht vor, nachdem er seine Endgeschwindigkeit erreicht hat. Und wenn bei der Kugel z. B. die Auftriebskraft größer wäre als die Gewichtskraft, dann würde sie nach Erreichen der max. Eintauchtiefe eben wieder auftauchen. Am Punkt der max. Eintauchtiefe würde aber dann kein Kräftegleichgewicht herrschen.

EDIT: Du wirfst da immer noch einiges durcheinander, hast aber durch "Glück" das richtige Ergebnis raus. Ich melde mich vielleicht heute Abend noch mal dazu.



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Fazzel



Anmeldungsdatum: 03.03.2017
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Beitrag Fazzel Verfasst am: 03. März 2017 12:32    Titel: Antworten mit Zitat

http://i.imgur.com/IUb79Qd.jpg

Ich habs ebenfalls durchgerechnet. Selber Weg, etwas kürzer smile Aber ich denk die 8,8cm dürften damit stimmen
hansguckindieluft



Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212

Beitrag hansguckindieluft Verfasst am: 03. März 2017 14:08    Titel: Antworten mit Zitat

Dreistein007 hat Folgendes geschrieben:

Stimmt das so?


So, jetzt noch mal etwas ausführlicher:

1. Du hast die Auftriebskraft nicht berücksichtigt. Die Auftriebskraft sorgt neben der "Reibungskraft" aber ebenfalls für eine Abbremsung der Kugel.

2. Du schreibst, dass die Reibkraft ist. V0 gilt aber nur am Beginn. Danach ist die Reibkraft einfach von der momentanen Geschwindigkeit der Kugel abhängig.

3. Was ist ? Die momentane Geschwindigkeit der Kugel?

4. Fg ist nicht gleich
Fg ist immer m * g und nichts anderes. Fg hängt nicht von der Geschwindigkeit der Kugel ab.

5. Bei der Geschwindigkeitsfunktion schreibst Du
Es müsste aber einfach v(t) heißen, denn die Endgeschwindigkeit hängt doch nicht von der Zeit t ab, oder?

6. Gleiches bei der Wegfunktion. Dort schreibst Du . Richtig wäre einfach x(t)


Du kommst nur deshalb auf das richtige Ergebnis, weil in dieser Aufgabe zufällig die Gewichtskraft genau der Auftriebskraft entspricht und weil Du fälschlicherweise die Gewichtskraft Fg durch ersetzt, was aber nicht Fg ist, sondern das m*a aus dem zweiten Newtonschen Gesetz F = m*a

Deine Fehler heben sich in diesem besonderen Fall glücklicherweise gegenseitig auf, so dass Du auf das richtige Endergebnis kommst. Wäre die Aufgabe etwas anders gestellt, würdest Du auf den Bart fallen.

Gruß
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5843
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 03. März 2017 18:49    Titel: Antworten mit Zitat

hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:
Dreistein007 hat Folgendes geschrieben:

Stimmt das so?


So, jetzt noch mal etwas ausführlicher:

1. Du hast die Auftriebskraft nicht berücksichtigt. Die Auftriebskraft sorgt neben der "Reibungskraft" aber ebenfalls für eine Abbremsung der Kugel.


Es gibt keine Auftriebskraft, da lt.Aufgabenstellung

hansguckindieluft



Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212

Beitrag hansguckindieluft Verfasst am: 03. März 2017 20:14    Titel: Antworten mit Zitat

Mathefix hat Folgendes geschrieben:


Es gibt keine Auftriebskraft, da lt.Aufgabenstellung



Natürlich gibt es eine Auftriebskraft. Die Auftriebskraft ist nur genau so groß wie die Gewichtskraft. Gäbe es die Auftriebskraft nicht, würde die Kugel garnicht zum Stillstand kommen, sondern mit konstanter Sinkgeschwindigkeit weiter sinken, sobald die Reibungskraft genau so groß ist wie die Gewichtskraft.
Dreistein007



Anmeldungsdatum: 11.01.2016
Beiträge: 712

Beitrag Dreistein007 Verfasst am: 04. März 2017 13:13    Titel: Antworten mit Zitat

hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:

1. Du hast die Auftriebskraft nicht berücksichtigt. Die Auftriebskraft sorgt neben der "Reibungskraft" aber ebenfalls für eine Abbremsung der Kugel.


Ich habe sie formal nicht berücksichtigt, weil ich von vorne rein wusste, dass diese gleich groß ist, wie die Gewichtskraft.


hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:

2. Du schreibst, dass die Reibkraft ist. V0 gilt aber nur am Beginn. Danach ist die Reibkraft einfach von der momentanen Geschwindigkeit der Kugel abhängig.



Deshalb kommt dann nur v ohne diese 0?

hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:

3. Was ist ? Die momentane Geschwindigkeit der Kugel?


Ich habe gewählt, weil ich nicht die gleiche Variable schreiben darf, wie bei den Integrationsgrenzen. Deswegen erst mal so bezeichnet, und nach dem integrieren wurde es wieder zu dem Index, dass ich eigentlich wollte.
v würde quasi die Geschwindigkeit während des sinkens darstellen. Durch die Integrationsgrenzen lege ich fest, von wo bis wo die Geschwindigkeit betrachtet wird.
hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:


Du kommst nur deshalb auf das richtige Ergebnis, weil in dieser Aufgabe zufällig die Gewichtskraft genau der Auftriebskraft entspricht und weil Du fälschlicherweise die Gewichtskraft Fg durch ersetzt, was aber nicht Fg ist, sondern das m*a aus dem zweiten Newtonschen Gesetz F = m*a


Okey wenn es nicht F_G ist, was beschreibt dann dein F=m*a ?
Die einzige Kraft die von oben nach unten wirkt in diesem Modell ist doch die Gewichtskraft. Deswegen F=m*g
Das g ist ja sogesehen die Beschleunigung a , die man halt anders darstellen kann. Oder sehe ich das falsch?
hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:

Deine Fehler heben sich in diesem besonderen Fall glücklicherweise gegenseitig auf, so dass Du auf das richtige Endergebnis kommst. Wäre die Aufgabe etwas anders gestellt, würdest Du auf den Bart fallen.


Kannst du mir dann eine Aufgabe stellen, die nicht so ist wie diese?
Ich will sehen, ob ich es dann kann. Ich denke mir, ich würde es können, da ich das Prinzip verstanden habe.
Mathefix



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Beitrag Mathefix Verfasst am: 04. März 2017 13:19    Titel: Antworten mit Zitat

hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:
Mathefix hat Folgendes geschrieben:


Es gibt keine Auftriebskraft, da lt.Aufgabenstellung



Natürlich gibt es eine Auftriebskraft. Die Auftriebskraft ist nur genau so groß wie die Gewichtskraft. Gäbe es die Auftriebskraft nicht, würde die Kugel garnicht zum Stillstand kommen, sondern mit konstanter Sinkgeschwindigkeit weiter sinken, sobald die Reibungskraft genau so groß ist wie die Gewichtskraft.


@hansguckindieluft

Du weißt genau was ich gemeint habe. Aber ich präzisiere:" Es gibt keine resultierende Kraft, da Auftriebs- und Gewichtskraft gleich sind und sich aufheben"
Die kinetische Energie des Balls, reduziert, wenn man will, um die Eintaucharbeit, wird in Reibarbeit umgewandelt.
Mathefix



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Beitrag Mathefix Verfasst am: 04. März 2017 13:24    Titel: Antworten mit Zitat

Dreistein007 hat Folgendes geschrieben:
hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben:

1. Du hast die Auftriebskraft nicht berücksichtigt. Die Auftriebskraft sorgt neben der "Reibungskraft" aber ebenfalls für eine Abbremsung der Kugel.


Ich habe sie formal nicht berücksichtigt, weil ich von vorneherein wusste, dass diese gleich groß ist, wie die Gewichtskraft.


Du hast völlig recht! Lass Dich nicht verwirren.

Die Auftriebskraft bewirkt kein Abbremsen, da sie durch die Gewichtskraft aufgehoben wird.
hansguckindieluft



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Beitrag hansguckindieluft Verfasst am: 04. März 2017 13:50    Titel: Antworten mit Zitat

Mathefix hat Folgendes geschrieben:

Du hast völlig recht! Lass Dich nicht verwirren.

Die Auftriebskraft bewirkt kein Abbremsen, da sie durch die Gewichtskraft aufgehoben wird.


Sorry, aber der Einzige, der hier für Verwirrung sorgt, bist Du:
Natürlich heben sich Auftrieb und Gewichtskraft hier auf (ich habe nie etwas anderes behauptet). Er hat aber die Gewichtskraft in seiner Rechnung weiter berücksichtigt, während er die Auftriebskraft nicht berücksichtigt hat. Also entweder, ich kürze BEIDE heraus, oder ich lasse BEIDE drin.

Am Ende kam nur deshalb das richtige Ergebnis heraus, weil er die Gewichtskraft durch m*a ersetzt hat, was ja völliger Blödsinn ist.

Gruß!
hansguckindieluft



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Beitrag hansguckindieluft Verfasst am: 04. März 2017 13:57    Titel: Antworten mit Zitat

Dreistein007 hat Folgendes geschrieben:

Kannst du mir dann eine Aufgabe stellen, die nicht so ist wie diese?
Ich will sehen, ob ich es dann kann. Ich denke mir, ich würde es können, da ich das Prinzip verstanden habe.


Nimm eine Dichte der Kugel an, die kleiner als die Dichte des Wassers ist, so dass sich Gewichtskraft und Auftrieb nicht aufheben.
Dreistein007



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Beitrag Dreistein007 Verfasst am: 04. März 2017 14:17    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo hans, danke erstmal,

Aber wenn die Dichten unterschiedlich sind, dann wird nie die Kugel zum Stillstand kommen.
hansguckindieluft



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Beiträge: 1212

Beitrag hansguckindieluft Verfasst am: 04. März 2017 14:24    Titel: Antworten mit Zitat

Wenn die Dichte der Kugel kleiner als die des Wassers ist, wird die Kugel zum Stillstand kommen und dann wieder aufsteigen. Es gibt auch dann eine max. Eintauchtiefe.
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