Impulsänderung

Matheschleuder · Anmeldungsdatum: 08.05.2006 Beiträge: 4

Hallo!

Leider war ich die letzte Woche fast durchgehen krank und habe sehr vieles im Physik Unterricht verpasst.
Die Heftaufschriebe meiner Kollegen helfen mir leider auch nicht weiter.
Es ist glaube ich eine ganz einfache Aufgabe, wenn man die Formeln weiß.

a) Ein Stein der Masse 2,0 kg wird mit 5 m/s nach unten geworfen. Welche Impulsänderung erfährt er in der nächsten 3,0 s infolge seiner Gewichtskraft? Welche Geschwindigkeit hat er dann?

b) Welchen Kraftstoß erteilt er der Erde, wenn er mit dieser Geschwindigkeit aufschlägt und liegen bleibt?

Schon allein unter Impulsänderung oder überhaupt unter Impuls kann ich mir gar nichts vorstellen.
Hoffe mir kann jemand ein paar Tipps geben.

Schüler · Anmeldungsdatum: 05.05.2006 Beiträge: 175

hi
also impuls ist das produkt von geschwindigkeit und masse. es ist somit
p=m*v
die einheit ist Ns (Newtonsekunden)
Für deine aufgabe brauchst du die impulsänderung
p=F*t (dabei sind p und t mit einem delta versehen.)
du musst einfach nur so denken, dass auf dem Körper die gewichtskraft wirkt und du willst die impulsänderung nach 3 sekunden wissen
deltap ist dabei die Impulsänderung
deltap wird auch kraftstoß genannt
damit solltest du die aufgaben lösen können. denk mal nach. bei fragen kannst du ruhig fragen

Matheschleuder · Anmeldungsdatum: 08.05.2006 Beiträge: 4

Danke für deine Antwort.
Für a) habe ich nun folgendes gerechnet:

G = m * g = 2kg * 9,81 m/s^2 = 19,62 N

deltap = F * deltat = 19,62 N * 3 s = 58,86 Ns

p = m * v => v = p/m = 58,86 Ns / 2kg = 29,43 m/s

A: Nach 3s hat der Stein eine Geschwindigkeit von 29,43 m/s.

Stimmt das?

Und was ist mit der Impulsänderung gemeint? Und was b) ?

Ari · Moderator Anmeldungsdatum: 01.06.2005 Beiträge: 577 Wohnort: Göttingen

Schrödingers Katze · Anmeldungsdatum: 10.07.2005 Beiträge: 695 Wohnort: Leipzig

...und was setzt du für

ein?

Gast Physiker · Gast

Sulei · Anmeldungsdatum: 14.02.2005 Beiträge: 24 Wohnort: Kaiserslautern

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5785 Wohnort: Heidelberg

Das mit dem Kraftstoß: Es ist ja nach dem Kraftstoß beim Aufbrall auf die Erde gefragt. Da ist die Zeit nun wirklich nicht gegeben. Aber der Kraftstoß ist doch einfach nur die Impulsänderung. Wenn Du den Impuls vorher schon ausgerechnet hast und der Stein danach auf dem Boden einfach liegen bleibt, dann hast Du doch schon ein Delta-p. Wer braucht dann noch die Zeit?
Versteh' ich da jetzt was nicht? grübelnd

Gruß
Marco

Sulei · Anmeldungsdatum: 14.02.2005 Beiträge: 24 Wohnort: Kaiserslautern

Die Impulsänderung hast du, ja. Leider ist aber

und dt fehlt.

Und klarerweise geht beim Aufschlagen des Steins auf die Erdoberfläche auch nicht der Impuls schlagartig von

auf 0 runter. Stattdessen erfährt der Stein eben eine Beschleunigung vom Erdmittelpunkt weg, hervorgerufen durch die Wechselwirkung der Steinteilchen bei der Erdoberfläche und der Erdteilchen in der Nähe des Steins

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5785 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Ja, aber nach der Kraft, die in dieser Zeit wirkt, ist ja gar nicht gefragt, oder habe ich in dem Thread jetzt etwas überlesen? Der Punkt ist doch, dass nur nach der Impulsänderung gefragt wird und nicht nach dem Verlauf der Kraft, die der Erdboden auf den Stein ausübt oder auch umgekehrt.
Das einzige Problem, das ich dabei sehe ist: Eigentlich müsste man zu dem Kraftstoß noch Gewichtskraft mal Delta-t dazu rechnen. Das kann man nicht, weil ja keine Zeit gegeben ist. Ich denke aber, dass man ganz gut fährt, wenn man die Zeit als sehr klein betrachtet und dann damit auch die Gewichtskraft in diesem Augenblick vernachlässigen kann.
Mir hilft also die Formel für den Kraftstoß aus der Kraft und dem Zeitintervall nicht weiter. Aber ich brauche sie auch nicht, weil ich ja so wie so schon direkt die Impulsdifferenz kenne und daraus direkt den Kraftstoß (weil der halt als Impulsdifferenz definiert ist) ausrechnen kann.
Oder? Habe ich was übersehen?

Gruß
Marco

Sulei · Anmeldungsdatum: 14.02.2005 Beiträge: 24 Wohnort: Kaiserslautern

Nein, hast du nicht. Ich hab Kraftstoß als Kraft gelesen, sorry...

Matheschleuder · Anmeldungsdatum: 08.05.2006 Beiträge: 4

Danke für eure Antworten.

Leider habe ich es immer noch net hinbekommen.
Wie bringe ich die Anfangsgeschwindigkeit von 5 m/s in die Formel?

Wäre euch echt dankbar, für mich doofen das nocheinmal genauer zu erklären.

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5785 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Also: Du hast eigentlich einen senkrechten Wurf nach unten. Dabei ist die Geschwindigkeit:

Du kannst also die Geschwindigkeit ausrechnen, die er nach 3s hat und daraus dann den Impuls mit p = m*v. Das kannst Du auch für die Anfangsgeschwindigkeit machen also

. Die Differenz wäre dann die Impulszunahme in den 3s.
Aber: Hier ist das wahrscheinlich andersrum gedacht. Du hast einen Anfangsimpuls, auf den t=3s lang eine Kraft F=mg wirkt und dadurch eine Impulsänderung bewirkt. Du hast also zuerst einen Impuls von:

Die Impulsänderung ist in den 3s:

Also hast Du einen bestimmten Impuls am Ende, das einfach die Summe aus Anfangsimpuls und Delta-p. Das ist auch der Impuls der "auf einen Schlag" im Boden wieder vernichtet wird.

Gruß
Marco

Matheschleuder · Anmeldungsdatum: 08.05.2006 Beiträge: 4

Vielen Dank!
Jetzt ist alles klar!