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Astronaut im Weltraum, Impulserhaltung?
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Castillo



Anmeldungsdatum: 26.12.2006
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Beitrag Castillo Verfasst am: 03. Feb 2007 22:14    Titel: Astronaut im Weltraum, Impulserhaltung? Antworten mit Zitat

Hi,

Ich sitzte vor folgender Aufgabe und weiß nicht so recht wie ich das machen soll.
Vllt kann mir ja jemand helfen.

Ich dachte dass es irgendwie mit Impulserhaltung funktionieren könnte.

So etwa:


Aber irgendwie komm ich einfach nicht weiter Hilfe

Wäre echt super wenn mir jemand helfen könnte.



Lg Chris



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dermarkus
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Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 03. Feb 2007 22:32    Titel: Antworten mit Zitat

Mit deinem Ansatz bin ich fast einverstanden; da musst du nur noch berücksichtigen, dass die Geschwindigkeit des Astronauten vorher und nachher nicht dieselbe ist.

Welche Werte für die Geschwindigkeiten möchtest du nun in diese Gleichung einsetzen, und wie interpretierst du dann die Geschwindigkeit, die herauskommt?
Ari
Moderator


Anmeldungsdatum: 01.06.2005
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Wohnort: Göttingen

Beitrag Ari Verfasst am: 03. Feb 2007 22:38    Titel: Antworten mit Zitat

zu i) nach deiner Formel kürzt sich das raus. Wie bist du auf diese Formel gekommen?

Impulserhaltungs ist ein guter Ansatz. Vielleicht ist es leichter, sich den Vorgang umgekehrt und mit Kugeln vorzustellen. Zwei Kugeln a und b treffen aufeinander. Die eine mit (folglich der Astronaut), die andere mit , wobei sie nicht die gleiche Richtung haben.
Zum Schluss bewegen sich die Kugeln mit der Geschwindigkeit (entspricht den ).

Wie sieht das jetzt aus, wenn du den Impulserhaltungssatz anwendest?

edit: sorry war zu langsam smile

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Mathematik studiert haben.
"
Archimedes

TI Voyage 200
Castillo



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Beitrag Castillo Verfasst am: 03. Feb 2007 22:56    Titel: Antworten mit Zitat

Impuls ist doch p=m*v , also 100*0,5=50 (vor dem Stoß) also muss es danach immer noch einen Gesamtimpuls von 50 geben.
Nach dem Stoß ist m des Astronauten 90 kg und v=0,1 m/s , d.h er hat einen Impuls von 9. D.h. die Kamera muss einen Impuls von 41 haben, und da sie die Masse m hat ergibt sich daraus v=4,1 m/s.

Weiß aber nicht ob das so stimmt.
Kann mir bitte jemand einen Tipp geben,ich stehe gerade voll auf dem Schlauch!

Lg Chris
dermarkus
Administrator


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Beitrag dermarkus Verfasst am: 03. Feb 2007 23:02    Titel: Antworten mit Zitat

Magst du mal ausführlich aufschreiben, wie das aussieht, wenn du das in deine Gleichung oben einsetzt und ausrechnest?

Hast du dabei die unterschiedlichen Richtungen der Geschwindigkeiten berücksichtigt?
Castillo



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Beitrag Castillo Verfasst am: 03. Feb 2007 23:13    Titel: Antworten mit Zitat

Also das ist ja meine Gleichung:






So hab ich mir das gedacht.

Ist das so richtig oder was ist daran falsch?

Lg Chris
dermarkus
Administrator


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Beitrag dermarkus Verfasst am: 03. Feb 2007 23:17    Titel: Antworten mit Zitat

Bisher ist alles richtig. smile (Achte bei der Schreibweise deiner Gleichungen darauf, Klammern um die negativen Zahlen zu setzen; außerdem solltest die das v_a vorher und das v_a nachher unbedingt mit unterschiedlichen Variablennamen bezeichnen, denn du meinst ja auch unterschiedliche Werte.)

Nun schau nochmal genau in die Aufgabenstellung: Wie kommst du nun von deinen v_k = 5,9 m/s auf die Geschwindigkeit, die in der Aufgabenstellung gefragt ist?
Castillo



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Beitrag Castillo Verfasst am: 03. Feb 2007 23:29    Titel: Antworten mit Zitat

Eigentlich habe ich gedacht das das die gesuchte Geschwindigkeit ist. Vor dem Stoß war der Gesamtimpuls doch 50 und nach dem Stoß also insgesamt 50.
Aber ich glaube dass irgendwas noch zu tun ist.Nur was?

Lg Chris
dermarkus
Administrator


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Beitrag dermarkus Verfasst am: 03. Feb 2007 23:34    Titel: Antworten mit Zitat

Was könnte denn mit "von sich stoßen" gemeint sein?
Castillo



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Beitrag Castillo Verfasst am: 03. Feb 2007 23:43    Titel: Antworten mit Zitat

Ich denke mal dass damit "Energie abgeben" gemeint ist.
Ich verstehe jetzt aber nicht ganz wie du das meinst.
Kannst du mir das bitte erklären?
dermarkus
Administrator


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Beitrag dermarkus Verfasst am: 03. Feb 2007 23:45    Titel: Antworten mit Zitat

Was würdest du denn sagen, ist diese Geschwindigkeit des weggestoßenen Gegenstandes relativ zum Raumschiff oder relativ zum Astronauten gemeint?
Castillo



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Beitrag Castillo Verfasst am: 03. Feb 2007 23:53    Titel: Antworten mit Zitat

Ich denke diese ist relativ zum Astronauten , da die Kamera vom Astronauten abgestoßen wurde und nicht vom Raumschiff
dermarkus
Administrator


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Beitrag dermarkus Verfasst am: 03. Feb 2007 23:56    Titel: Antworten mit Zitat

Einverstanden smile Also ? (Welche Geschwindigkeit hast du bisher schon in deiner Formel berechnet?)
Castillo



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Beitrag Castillo Verfasst am: 04. Feb 2007 00:02    Titel: Antworten mit Zitat

Also ich hab doch mit meiner Formel berechnet,das ist doch die Geschwindigkeit mit der sich die Kamera absolut bewegt oder?
dermarkus
Administrator


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Beitrag dermarkus Verfasst am: 04. Feb 2007 00:05    Titel: Antworten mit Zitat

Was meinst du mit "absolut"? Relativ zu was?
Castillo



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Beitrag Castillo Verfasst am: 04. Feb 2007 00:17    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe damit gemeint, dass das die Geschwindigkeit ist mit der sich die Kamera wirklich im Raum bewegt.

...ich glaube dass das aber irgendwie damit zusammenhängt dass sich die Kamera und der Astronaut jetzt in verschiedene Richtungen bewegen.
dermarkus
Administrator


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Beitrag dermarkus Verfasst am: 04. Feb 2007 00:23    Titel: Antworten mit Zitat

Castillo hat Folgendes geschrieben:
Ich habe damit gemeint, dass das die Geschwindigkeit ist mit der sich die Kamera wirklich im Raum bewegt.

Hoppla, welche Geschwindigkeit soll das sein?

Die Geschwindigkeit relativ zum Raumschiff,
die Geschwindigkeit relativ zum Erdmittelpunkt,
die Geschwindidkeit relativ zur Sonne,
die Geschwindigkeit relativ zum Mittelpunkt unserer Galaxie?

Eine "wirkliche Geschwindigkeit" gibt es nicht; besonders bei Bewegungen im Weltraum muss man immer dazusagen, auf welches Bezugssystem man sich bezieht.
Castillo



Anmeldungsdatum: 26.12.2006
Beiträge: 251

Beitrag Castillo Verfasst am: 04. Feb 2007 00:27    Titel: Antworten mit Zitat

Gut, dann muss es ja auf den Astronauten sein,das ist klar!

Könntest du mir einen Tipp geben wie ich weiter komme?
dermarkus
Administrator


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Beitrag dermarkus Verfasst am: 04. Feb 2007 00:32    Titel: Antworten mit Zitat

Castillo hat Folgendes geschrieben:
Gut, dann muss es ja auf den Astronauten sein,das ist klar!

Da verstehe ich nicht so recht, was du damit meinst grübelnd

Magst du dir vielleicht einfach das oben alles nochmal in Ruhe durchlesen und dir dann eine übersichtliche Skizze machen?
Castillo



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Beitrag Castillo Verfasst am: 04. Feb 2007 00:46    Titel: Antworten mit Zitat

Also , was ich in der Formel berechnet habe,ist die Relativgeschwindigkeit zum Astronauten,weil dieser die Kamera von sich abgestoßen hat. Der Astronaut selbst bewegt sich selbst vor dem Stoß mit der relativen Geschwindigkeit vom Raumschiff weg, nach dem Stoß mit einer relativen Geschwindigkeit von zum Raumschiff hin,bzw, mit weg von der Kamera (kann man das so sehen?).

Stell ich mir das jetzt richtig vor?
dermarkus
Administrator


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Beitrag dermarkus Verfasst am: 04. Feb 2007 00:51    Titel: Antworten mit Zitat

Damit bin ich noch nicht einverstanden.

Tipp: Die anderen Geschwindigkeiten in deiner Formel sind nicht relativ zum Astronauten angegeben, sondern relativ zum Raumschiff.

Was sind also die 5,9 m/s ?
Castillo



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Beitrag Castillo Verfasst am: 04. Feb 2007 01:08    Titel: Antworten mit Zitat

Sind die 5,9 m/s dann auch relativ zum Raumschiff,da die Bewegung vor dem Stoß auch relativ war?
dermarkus
Administrator


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Beitrag dermarkus Verfasst am: 04. Feb 2007 01:38    Titel: Antworten mit Zitat

Castillo hat Folgendes geschrieben:
Sind die 5,9 m/s dann auch relativ zum Raumschiff,da die Bewegung vor dem Stoß auch relativ war?

Ja, sie sind relativ zum Raumschiff, und zwar weil die anderen Geschwindigkeiten in der Formel auch alle relativ zum Raumschiff angegeben sind smile
Castillo



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Beitrag Castillo Verfasst am: 04. Feb 2007 01:56    Titel: Antworten mit Zitat

Und wie komme ic mit diesem Bezug dann auf die gesuchte Geschwindigkeit?
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 04. Feb 2007 02:00    Titel: Antworten mit Zitat

Magst du dir vielleicht dazu nochmal übersichtlich aufschreiben, wer sich wann mit welcher Geschwindigkeit von was entfernt?
Castillo



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Beiträge: 251

Beitrag Castillo Verfasst am: 04. Feb 2007 15:27    Titel: Antworten mit Zitat

Hey,

Der Asronaut entfernt sich doch vor dem Stoß mit 0,5 m/s vom Raumschiff. Nach dem Stoß bewegt er sich mit 0,1 m/s auf das Raumschiff zu.Die Kamera bewegt sich nach dem Stoß mit 5,9 m/s vom Raumschiff weg.

Jetzt mal eine kurze Zwischenfrage für das Verständnis.Ich suche doch jetzt die relative Geschwindigkeit die die Kamera nach dem Stoß hat, in Bezug auf den Astronauten und nicht wie mit der Formel berechnet auf das Raumschiff. Richtig?
dermarkus
Administrator


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Beitrag dermarkus Verfasst am: 04. Feb 2007 15:58    Titel: Antworten mit Zitat

Richtig smile

Rückfrage: In Bezug auf den Astronauten vor dem Stoß oder in Bezug auf den Astronauten nach dem Stoß?
Castillo



Anmeldungsdatum: 26.12.2006
Beiträge: 251

Beitrag Castillo Verfasst am: 04. Feb 2007 16:05    Titel: Antworten mit Zitat

Du meinst jetzt die gesuchte Geschwindigkeit? Da habe ich gemeint, in Bezug auf den astronauten nach dem Stoß.
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 04. Feb 2007 16:12    Titel: Antworten mit Zitat

Da bin ich nicht einverstanden.

Spätestens wenn du dir die Aufgabe b) anschaust, merkst du, dass in der a) die Geschwindigkeit der Kamera relativ zum Astronauten vor dem Stoß gesucht ist.
Castillo



Anmeldungsdatum: 26.12.2006
Beiträge: 251

Beitrag Castillo Verfasst am: 04. Feb 2007 16:39    Titel: Antworten mit Zitat

Ja da hast du recht. Wie kann ich das jetzt aber ausrechnen?

Zieh ich dann jetzt einfach die 0,5 m/s ,die sich der Astronaut vor dem Stoß vom Raumschiff wegbewegt,von den 5,9 m/s , mit der sich die Kamera nach dem Stoß vom Raumschiff wegbewegt ab,und habe dann die Geschwindigkeit der Kamera vor dem Stoß in Bezug auf das Raumschiff?
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 04. Feb 2007 16:58    Titel: Antworten mit Zitat

In welche Richtung muss der Astronaut die Kamera wegwerfen, damit du das so ausrechnen kannst? Tut er das laut Aufgabenstellung?

Castillo hat Folgendes geschrieben:
und habe dann die Geschwindigkeit der Kamera vor dem Stoß in Bezug auf das Raumschiff?

Ich glaube, da hast du dich vertippt; ich glaube, du meintest da nicht "in Bezug auf das Raumschiff.", und du meintest auch nicht die Geschwindgkeit der Kamera vor dem Stoß.

Denn die Geschwindigkeit der Kamera vor dem Stoß in Bezug auf das Raumschiff war ja 0,5 m/s, weil sich die Kamera da noch mit dem Astronauten mitbewegt hat.
Castillo



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Beitrag Castillo Verfasst am: 04. Feb 2007 19:38    Titel: Antworten mit Zitat

Ja,da habe ich mich wohl vertippt, ich meinte nach dem Stoß in Bezug auf das Raumschiff.

...Er muss die Kamera doch in die entgegengesetze Richtung des Raumschiffes stoßen.
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 05. Feb 2007 00:34    Titel: Antworten mit Zitat

Castillo hat Folgendes geschrieben:
Ja,da habe ich mich wohl vertippt, ich meinte nach dem Stoß in Bezug auf das Raumschiff.

Hm, aus deinen Formulierungen zur Begründung werde ich grade irgendwie überhaupt nicht schlau. Was meinst du "nach dem Stoß in Bezug auf das Raumschiff" ? grübelnd

Mir fällt aber ehrlich gesagt kein Gedankenanstoß mehr ein, der dir da weiterzuhelfen scheint, außer vielleicht, dass du das nochmal in Ruhe überlegst und in ganzen, vollständigen Begründungssätzen hinschreibst.

Denn mich wundert ein bisschen, dass du zwar mittlerweile die richtige Methode gefunden (oder erraten ?) hast, um die gesuchte Geschwindigkeit auszurechnen, aber dass ich aus irgendwelchem Grund nicht erraten kann, was deine Begründungen damit zu tun haben. Das kann doch schließlich nicht daran liegen, dass du dir bei den Begründungen weniger Mühe gibst, weil du darauf vertraust, dass ich dir dann sowieso sage, ob du richtig gelegen hast? grübelnd Denn in diesem Fall müsste ich aufpassen, dass ich dir das Selberdenken nicht zuviel abnehme.
Castillo



Anmeldungsdatum: 26.12.2006
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Beitrag Castillo Verfasst am: 05. Feb 2007 00:48    Titel: Antworten mit Zitat

Also wir haben doch gesagt, dass die Geschwindigkeit der Kamera nach dem Stoß (5,9m/s) relativ zum Astronauten ist da dieser sie weggestoßen hat.Da dieser sich aber in einer relativen Geschwindigkeit in Bezug auf das Raumschiff (0,5m/s) vom Raumschiff wegbewegt, ist die Geschwindigkeit der Kamera nach dem Stoß relativ zum Raumschiff.
Jetzt suchen wir aber die Geschwindigkeit der Kamera, mit der sie sich nach dem Stoß relativ vom Astronauten wegbewegt. Vor dem Stoß hatte sie ja die gleiche Geschwindigkeit wie der Astronaut,nach dem Stoß bewegt sie sich schneller als der Astronaut,der sich zudem noch in die entgegengesetzte Richtung bewegt.
Das stimmt doch oder?
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 05. Feb 2007 01:02    Titel: Antworten mit Zitat

Danke für die ausführlichen Formulierungen smile

Mit dem, was du sagst, bin ich nicht einverstanden. Ich formuliers mal ausführlich in meinen Worten; ich hoffe mal, diese Ausführlichkeit klärt mehr als dass sie das Lesen erschwert:

Die 5,9 m/s sind die Geschwindigkeit, mit der sich die Kamera nach dem Stoß vom Raumschiff wegbewegt.

Gesucht ist die Geschwindigkeit, mit der der Astronaut die Kamera von sich weg wirft. Die gesuchte Geschwindigkeit ist also die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Geschwindigkeit der Kamera nach dem Wurf und der Geschwindigkeit der Kamera vor dem Wurf.

Da die Geschwindigkeit von Kamera und Astronaut vor dem Wurf gleich groß sind, kann man dasselbe auch so sagen: Die gesuchte Geschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, die die Kamera nach dem Wurf in dem Bezugssystem hat, in dem der Astronaut vor dem Wurf ruhte.
Castillo



Anmeldungsdatum: 26.12.2006
Beiträge: 251

Beitrag Castillo Verfasst am: 05. Feb 2007 01:33    Titel: Antworten mit Zitat

Das heißt doch dass die gesuchte Geschwindigkeit ist.
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 05. Feb 2007 14:29    Titel: Antworten mit Zitat

Einverstanden smile
Castillo



Anmeldungsdatum: 26.12.2006
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Beitrag Castillo Verfasst am: 05. Feb 2007 23:19    Titel: Antworten mit Zitat

Hi,

Bei (ii) ist jetzt gefragt wie groß die erforderliche Kraft ist ,wenn die Kamera auf einen Meter gleichmäßig beschleunigt wird.

Könntest du mir da bitte einen Tipp geben wie ich damit anfangen kann?Ich finde hier leider keinen Ansatz.

Lg Castillo[/latex]
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 06. Feb 2007 00:28    Titel: Antworten mit Zitat

Tipp: Lies mal die gesamte Aufgabenstellung zu (ii). Hast du dann eine Idee?

Welche Formeln kommen denn für dich in Frage, um das zu rechnen?
Castillo



Anmeldungsdatum: 26.12.2006
Beiträge: 251

Beitrag Castillo Verfasst am: 06. Feb 2007 00:46    Titel: Antworten mit Zitat

Hey, ich habs vllt gerade geschafft.
Ich hab die Formel für die gleichmäßig beschleunigte Bewegung genommen.




Was meinst du? Ist das richtig?

Lg castillo


Zuletzt bearbeitet von Castillo am 06. Feb 2007 00:52, insgesamt einmal bearbeitet
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