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johann2204
Anmeldungsdatum: 18.11.2018
Beiträge: 30
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 johann2204 Verfasst am: 02. Dez 2018 22:10 Titel: Abschuss eines Balls |
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Hallo alle zusammen.
Ich bräuchte wieder mal eure kompetente Hilfe.
Hier die Aufgabenstellung:
In einem Physikversuch wird ein 20 g schwerer Ball unter einem Winkel von 30° durch eine gespannte Feder abgeschossen. Wenn diese Feder um 20 cm komprimiert wird, trifft der Ball 1.5 m unterhalb der Feder und in einer horizontalen Entfernung von 5 m den Boden.
Wie groß sind die Abschußgeschwindigkeit und die Federkonstante?
Vielen Dank im Voraus.
Meine Ansätze sind im Anhang.
| Beschreibung: |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5882
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 03. Dez 2018 10:09 Titel: |
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EES
Jetzt Gleichungen für schrägen Wurf aufstellen.
Höhe h_1 über Abschusspunkt
 }{2\cdot m\cdot g} )
Höhe h_2 unterhalb Abschusspunkt und Schussweite s sind gegeben
....
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johann2204
Anmeldungsdatum: 18.11.2018
Beiträge: 30
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| johann2204 Verfasst am: 03. Dez 2018 12:07 Titel: |
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Was ist in deiner Gleichung c?
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7261
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5882
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 03. Dez 2018 12:33 Titel: |
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| Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben: | Die Federkonstante.
Viele Grüße
Steffen |
c = Federkonstante. Hätte k schreiben sollen. Sorry!
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7261
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| Steffen Bühler Verfasst am: 03. Dez 2018 12:36 Titel: |
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Ich hab seinerzeit nur D gelernt. Langsam könnten sich die Dozenten mal auf einen Buchstaben einigen.
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 03. Dez 2018 12:56 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | ...
Höhe h_1 über Abschusspunkt
... |
Damit ist offenbar die Höhe des Gipfelpunktes oberhalb des Abschusspunktes gemeint, also die Größe, die der Fragesteller mit H bezeichnet hat. Ich frage mich nur, wozu die gut sein soll. Danach ist doch gar nicht gefragt.
Ich würde ja so vorgehen, wie man das klassischerweise beim schrägen Wurf immer tut, nämlich zunächst die Weg-Zeit-Beziehungen sowohl für die vertikale als auch für die horizontale Bewegungsrichtung aufstellen und daraus die Anfangsgeschwindigkeit bestimmen. Daraus lässt sich dann per Energieerhaltungssatz auch die Federkonstante D ermitteln.
Für den Auftreffpunkt (y=0) gilt für die vertikale Richtung
und für die horizontale Richtung (x=s)
Dabei ist h0 die Anfangshöhe, s die Wurfweite und t die Wurfdauer.
EDIT: Aufgrund der Mahnung von Mathefix habe ich den zweiten Teil dieses Beitrages gelöscht.
Zuletzt bearbeitet von GvC am 03. Dez 2018 13:46, insgesamt einmal bearbeitet |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5882
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 03. Dez 2018 13:39 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Mathefix hat Folgendes geschrieben: | ...
Höhe h_1 über Abschusspunkt
... |
Damit ist offenbar die Höhe des Gipfelpunktes oberhalb des Abschusspunktes gemeint, also die Größe, die der Fragesteller mit H bezeichnet hat. Ich frage mich nur, wozu die gut sein soll. Danach ist doch gar nicht gefragt. |
Viele Wege führen nach Rom.
Im übrigen sollen keine Komplettlösungen geliefert werden.
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 03. Dez 2018 13:43 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | | Viele Wege führen nach Rom. |
Ich würde Deine Romreise gerne verstehen wollen.
| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | | Im übrigen sollen keine Komplettlösungen geliefert werden. |
Die ist zwar noch nicht komplett, aber ich kürze sie noch ein bisschen mehr.
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5882
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 03. Dez 2018 14:32 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Mathefix hat Folgendes geschrieben: | | Viele Wege führen nach Rom. |
Ich würde Deine Romreise gerne verstehen wollen.
| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | | Im übrigen sollen keine Komplettlösungen geliefert werden. |
Die ist zwar noch nicht komplett, aber ich kürze sie noch ein bisschen mehr. |
In der Reise müssen über Steig- und Fallzeit viele Höhen und Tiefen überwunden werden. Deine Route ist direkter.
Gruss
Jörg
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 03. Dez 2018 15:49 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | | In der Reise müssen über Steig- und Fallzeit viele Höhen und Tiefen überwunden werden. |
Welche Rolle aber Deine Gleichung für h1 dabei spielt, verstehe ich immer noch nicht.
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johann2204
Anmeldungsdatum: 18.11.2018
Beiträge: 30
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| johann2204 Verfasst am: 03. Dez 2018 19:49 Titel: |
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Danke für die Anregungungen. Aber wie packe ich das jetzt in den Energieerhaltungssatz? Ich muß das über Ekin und Epot berechnen. Danke im voraus
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 03. Dez 2018 20:29 Titel: |
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| johann2204 hat Folgendes geschrieben: | | Aber wie packe ich das jetzt in den Energieerhaltungssatz? Ich muß das über Ekin und Epot berechnen. |
Wer sagt das? Wie lautet die originale Aufgabenstellung?
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johann2204
Anmeldungsdatum: 18.11.2018
Beiträge: 30
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| johann2204 Verfasst am: 03. Dez 2018 20:33 Titel: |
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Der Professor. Wir müssen das über den Energieerhaltungssatz berechnen. Daher auch meine Ansätze mit Ekin und Epot.
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johann2204
Anmeldungsdatum: 18.11.2018
Beiträge: 30
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| johann2204 Verfasst am: 03. Dez 2018 20:34 Titel: |
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Ich hatte das eigentlich in der Beschreibung drin aber jemand, ich vermute ein admin hat es gelöscht
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 03. Dez 2018 20:35 Titel: |
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| johann2204 hat Folgendes geschrieben: | | Wir müssen das über den Energieerhaltungssatz berechnen. |
Ja, aber nur die Berechnung der Federkonstanten. Alles andere wäre unsinnig.
| johann2204 hat Folgendes geschrieben: | | Ich hatte das eigentlich in der Beschreibung drin aber jemand, ich vermute ein admin hat es gelöscht |
Dann schreibst Du's halt nochmal ab.
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johann2204
Anmeldungsdatum: 18.11.2018
Beiträge: 30
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| johann2204 Verfasst am: 04. Dez 2018 07:29 Titel: |
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Vielen Dank für eure Antworten, aber irgendwie komme ich nicht weiter. Wir haben weder t, noch die Höhe, und s ist auch in einer anderen Ebene als der Startpunkt. Aber ich werde es auf jeden Fall weiter versuchen.
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 04. Dez 2018 11:34 Titel: |
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| johann2204 hat Folgendes geschrieben: | | ... aber irgendwie komme ich nicht weiter. Wir haben weder t, noch die Höhe, und s ist auch in einer anderen Ebene als der Startpunkt. |
Ich habe Dir den Ansatz doch bereits aufgeschrieben:
| GvC hat Folgendes geschrieben: | ...
Für den Auftreffpunkt (y=0) gilt für die vertikale Richtung
und für die horizontale Richtung (x=s)
Dabei ist h0 die Anfangshöhe, s die Wurfweite und t die Wurfdauer.
... |
Das sind zwei Gleichungen mit den beiden Unbekannten v0 und t, von denen Du nur v0 bestimmen sollst. Setze also das t aus der zweiten Gleichung in die erste ein und löse die nach v0 auf. Fertig.
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johann2204
Anmeldungsdatum: 18.11.2018
Beiträge: 30
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| johann2204 Verfasst am: 08. Dez 2018 17:38 Titel: |
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Hallo. So habe alles eingestzt und nach Vo umgestelt. Soweit so gut. Für Vo kommt ein wert von 6,11m/s heraus.
m=0,002kg, x=0,2m, Vo=6,11m/s, Abschuss erfolgt 30° über der Horizontalen
Jetzt die Federkonstante k
Epot=1/2*k*x²
Ekin=1/2*m*v²
Ekin=Epot......nach k umstellen
k=18,6 N/m
Kann das stimmen? oder muss ich die 30° noch irgenwie in die Gleichnung einbinden?
Danke.
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johann2204
Anmeldungsdatum: 18.11.2018
Beiträge: 30
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| johann2204 Verfasst am: 09. Dez 2018 13:41 Titel: |
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Kann mir bitte jemand sagen ob ich die 30° Steigung mit in die Gleichung einbinden muss?.Vielen Dank im voraus.
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5914
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| Myon Verfasst am: 09. Dez 2018 14:49 Titel: |
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| johann2204 hat Folgendes geschrieben: | | Kann mir bitte jemand sagen ob ich die 30° Steigung mit in die Gleichung einbinden muss? |
Wenn der Ball bei entspannter Feder die Geschwindigkeit v0 erreicht haben soll und die in der Aufgabe gegebenen Strecken eben von diesem Punkt, wo die Feder entspannt ist, gemessen werden, so muss die Steigung der Feder berücksichtigt werden. Denn während der Beschleunigung durch die Feder wirkt nicht nur die Federkraft, sondern auch die Gewichtskraft auf die Kugel. Die gesamte potentielle Energie bei gespannter Feder ist deshalb
Dies setzt man dann wieder gleich der kinetischen Energie bei entspannter Feder. Statt k=18.6N/m ohne Berücksichtigung der Gewichtskraft ergibt sich dann etwa k=19.6N/m. Ob das tatsächlich so verlangt wird, oder ob auch das andere Resultat als korrekt bewertet würde, kann ich nicht sagen.
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johann2204
Anmeldungsdatum: 18.11.2018
Beiträge: 30
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| johann2204 Verfasst am: 09. Dez 2018 15:27 Titel: |
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super danke dir.
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