Stein in Brunnen

Dummkopf · Anmeldungsdatum: 26.06.2006 Beiträge: 5

Hi, ich brauch mal wieder eure Hilfe.

Ich weiß, es gab schon eine ähnliche Aufgabe, aber dennoch bin ich mir nicht sicher, ob meine Lösungswege richtig sind.

Versteht mich nicht falsch, ich möchte keine Ergebnisse von Euch, sondern nur einen Tip ob meine richtig sind. Sollten Sie falsch sein, vielleicht habt Ihr ne Idee für mich.

Also:

Agathe Lässt einen Stein in den Brunnen fallen. Die Wasseroberfläche des Brunnens ist 175 m vom Loslasspunkt des Steins entfernt.

gegeben ist: v(schall)=340 m/s sowie g=9,81 m/s²

a) Wie lang ist die Zeit, die vom Loslassen des Steines bis zum Hören des Aufschlages vergeht, wenn sich Agathes Ohr 1m über dem Loslasspunkt befindet?

Mein Lösungsweg:

h=g*t²/2
t= wurzel 2h/g= wurzel 2*176m/9,81m/s²
t= 5,99s

b) Wie groß ist die Energie des Steines -in Joule- beim Auftreffen auf die Wasseroberfläche, wenn der Stein eine Masse von 300g hat?

Mein Lösungsweg:
F=m*g= 0,3kg*9,81m/s²
F=2,943 kg*m/s²

W=F*s= 2,943 kg*m/s²*175m
W=515 kg*m²/s²=515 J

c)Welche Geschwindigkeit hat der Stein unmittelbar vor dem Eintauchen ins Wasser?

Mein Lösungsweg:
v=wurzel 2*g*h= wurzel 2*9,81m/s²*175m
v=58,60 m/s

Und was sagt Ihr? Bin ich ein hoffnungsloser Fall?

Ich dank Euch für jeden Kommentar.

[as_string: Ich habe das mal aus Elektronik in Mechanik geschoben]

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5789 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Erstmal zur a: Du hast nur die Fallzeit des Steines berechnet und das mit 176m. Das ist aber falsch: Der Stein fällt nur 175m (freier Fall = gleichmäßig beschleunigte Bewegung). Unten angekommen gibt es ein Geräusch, das mit einer konstanten Geschwindigkeit, also nicht beschleunigt, wieder nach oben geht. Aber diesmal bis zum Ohr, das einen Meter weiter oben ist. Der Schall muß also 176m zurück legen. Diesmal aber mit den Formeln für eine gleichförmige Bewegung (obwohl so eine Schallausbreitung eigentlich keine gleichförmige Bewegung ist, kann man die Formeln gut verwenden, weil die nur vorraussetzen, dass die Geschwindigkeit konstant ist, was auch für die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schallwellen zutrifft. Aber wichtig finde ich den Unterschied trotzdem: Normalerweise hat man es ja mit Gegenständen zu tun, die eine bestimmte Geschwindigkeit haben. Bei einer Welle haben die einzelnen Teilchen des Mediums (also der Luft hier, Luftmoleküle) aber nicht unbedingt diese Geschwindigkeit und auch keine konstante Geschwindigkeit und schon gar nicht alle die selbe Geschwindigkeit. Für die Aufgabe ist das aber nicht weiter wichtig. Hier interessiert nur, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit konstant bleibt.
Wie lange braucht der Stein für den freien Fall und wie lange braucht der Schall, um bis zum Ohr zu kommen?

Gruß
Marco

//Edit: Die b) und c) sind richtig. Thumbs up!