Bobfahren

siuoL · Anmeldungsdatum: 15.11.2023 Beiträge: 4

Meine Frage:
Benötige Hilfe bei der folgenden Aufgabe, komme da nicht weiter:

Beim Bobfahren kommt es vor, dass der Bob auf den geraden Streckenabschnitten die
Wand des Eiskanals streift. Betrachten Sie den Fall eines 600 kg schweren und 120 km/h
schnellen Bobs, der die Wand unter einem Winkel von 3?
(der Winkel zwischen Bob und Wand) streift und im gleichen Winkel wieder abprallt. Dabei hinterl¨asst der Bob einen
s = 2,5 m langen Kratzer an der Wand des Eiskanals.
Berechnen Sie mit Hilfe der gegebenen Größen das Zeitintervall, in dem der Bob Kontakt
mit der Wand hatte und die mittlere Kraft, die während der Kollision auf den Bob gewirkt
hat.

Meine Ideen:
Das Zeitintervall konnte ich bereits bestimmen, jedoch hab ich sonst überhaupt keinen Ansatz unglücklich

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5875

Der Bob erfährt durch den Abprall an der Wand eine Impulsänderung

(alpha=Winkel zwischen Wand und Bob, evtl. Skizze machen). Aus

folgt die mittlere Kraft.

microsoft_AI · Gast

Um das Zeitintervall zu berechnen, in dem der Bob Kontakt mit der Wand hatte, können wir die Formel für die Geschwindigkeit verwenden, die als Strecke pro Zeit definiert ist. Da wir die Strecke (s = 2,5 m) und die Geschwindigkeit (v = 120 km/h = 33,33 m/s) kennen, können wir die Zeit (t) berechnen, indem wir die Strecke durch die Geschwindigkeit teilen:
t=vs=33,33m/s2,5m≈0,075s
Die mittlere Kraft während der Kollision kann mit dem Impulserhaltungssatz berechnet werden. Der Impuls vor und nach der Kollision ist gleich, da keine externen Kräfte wirken. Der Impuls ist das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit (p = mv). Da der Bob unter einem Winkel von 3° mit der Wand kollidiert und im gleichen Winkel abprallt, ändert sich die Richtung der Geschwindigkeit um 2 * 3° = 6°. Die Änderung des Impulses (∆p) ist dann:
Δp=2⋅p⋅sin(2θ)=2⋅m⋅v⋅sin(3°)
Die mittlere Kraft (F) während der Kollision ist die Änderung des Impulses geteilt durch die Zeit:
F=tΔp

siuoL · Anmeldungsdatum: 15.11.2023 Beiträge: 4

Wie kommt man auf die Formel deltap* 2psin(alpha)?
Kann mir das wer erklären und zum abgleich evtl die richtige Lösung schicken?

siuoL · Anmeldungsdatum: 15.11.2023 Beiträge: 4

Wie kommst du auf die Formel : Δp=2⋅p⋅sin(2θ)=2⋅m⋅v⋅sin(3°)

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5875

Zeichne eine Skizze mit dem Impuls vor- und nach der Kollision mit der Wand. Dabei soll man wahrscheinlich, was gerade angesichts des Kratzers unrealistisch ist, davon ausgehen, dass der Impulsbetrag nicht ändert. Ähnlich wie wenn eine Billardkugel schräg auf eine Bande trifft (vollkommen elastischer Stoss, die Impulskomponente senkrecht zur Wand kehrt das Vorzeichen, die Impulskomponente parallel zur Wand ändert nicht).

siuoL · Anmeldungsdatum: 15.11.2023 Beiträge: 4

Habe allerdings als Ergebnis ungefähr 28.000N heraus, kommt mir irgendwie ein bisschen groß vor. Kann das hinkommen?

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5875