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Fallende Bälle

Dieses Thema im Forum "Fun- & Rätselecke" wurde erstellt von Dirac, 17 August 2004.

  1. Dirac
    Dirac (34)
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    Folgende Situation: wir haben zwei Bälle, einen sehr schweren und einen sehr leichten, dessen Masse wir gegenüber dem schweren vernachlässigen können (also z.B. Tischtennisball und Medizinball). Der leichte Ball wird auf den schweren draufgestellt und beide auf den Boden fallengelassen, wo sie natürlich zurückprallen. Der leichte Ball hat anfangs die Höhe H.

    Welche Maximalhöhe erreicht der leichte Ball nach dem Stoß auf dem Boden?

    Luftreibung etc. werde natürlich nicht berücksichtigt. Auf Grund der verkorksten naturwissenschaftlichen Ausbildung an deutschen Schulen lernt man die benötigten Physikkenntnisse leider erst anfang der 11.Klasse. Wie das in Österreich und der Schweiz ist weiß ich natürlich nicht. Kompliziert sind die Dinge jedenfalls nicht.
     
    #1
    Dirac, 17 August 2004
  2. chriane
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    vergeben und glücklich
    aufgrund des energieerhaltungssatzes würde ich mal vermuten daß er höher als seine Ausgangshöhe nach dem aufprall auf dem boden oben ankommt.
    hast du daten? dann rechne ich mal :zwinker:
     
    #2
    chriane, 17 August 2004
  3. Dirac
    Dirac (34)
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    Die Anfangshöhe ist wie geschrieben H, das reicht aus. Wenn dich das stört, dann kannste ja nen Wert einsetzen, H= 1m oder sowas. Die Masse des kleinen Balls ist Null, die das großen sehr groß (wie groß genau ist irrelevant, wenn man die kleine Masse Null setzt).
     
    #3
    Dirac, 17 August 2004
  4. Tomcat25
    Gast
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    Der kleine Ball fliegt unendlich hoch. Jedoch nur unter einigen Annahmen. Wichtig hierbei ist die Impulserhaltung p=m*v. Beim Aufprallen auf den Boden kommt es zu einem Stoß zwischen den beiden Bällen und im Idealfall geht der gesamte Impuls auf den kleinen Ball über. Da er keine Masse hat fliegt er ins unendliche, da Kräfte wie g nur auf Massen wirken.
    Das funktioniert auch wenn nur ein Teil des Impulses beim Stoß übertragen wird, da Masse == 0
     
    #4
    Tomcat25, 17 August 2004
  5. Dirac
    Dirac (34)
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    Nee, unendlich weit stimmt nicht. Ich denke, es ist doch schlecht, die Masse wirklich als exakt Null anzusehen, da dann die Erdanziehung nicht wirkt (und der Ball dadurch echt unendlich hoch kommt). Man muss sie sich als sehr viel kleiner als die andere Masse vorstellen, um gewisse Näherungen machen zu können. (man könnte die Masse auch berücksichtigen, was aber die Rechnung erschwert; wenn einer Lust hat, kann er ja auch das rechnen.)
    War schlecht formuliert von mir, sorry! :schuechte
    PS: Impulserhaltung ist schon mal ein guter Ansatz.
     
    #5
    Dirac, 17 August 2004
  6. Schlumpf Hefti
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    nicht angegeben
    :bandit:
     
    #6
    Schlumpf Hefti, 18 August 2004
  7. emotion
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    Physik ist zwar schon lang lang her, aber ich würde drauf spekulieren wollen, dass der Ball höher als H fliegt.

    Zwar fallen die Bälle (nahezu) gleich schnell.
    Aber der leichte Ball bekommt einen Teil der der Aufprallenergie von dem schweren Ball zusätzlich für den Auftrieb.

    Oder ? :schuechte
     
    #7
    emotion, 18 August 2004
  8. Dirac
    Dirac (34)
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    @SchlumpfHefti: Falsch, er kommt höher als H. Kannst es ja mal mit zwei Bällen ausprobieren, der kleine springt ganz schön hoch!
    @emotion: Etwas unglücklich formuliert (mit Auftrieb hat das nun wirklich nix zu tun), aber ich denke, du meinst das richtige. Durch die Stoßvorgänge bekommt er soviel Impuls mit, dass er höher fliegt. Die Frage ist nur wie hoch...
    (Übrigens ist das Ergebnis keineswegs intuitiv verständlich; ich hätte von der Intuition her was anderes getippt. Anschaulich klarmachen kann ich mir das Ergebnis bisher nicht so recht. Man braucht schon eine kleine physikalische Analyse, aber die Rechnung an sich ist sehr leicht.)
     
    #8
    Dirac, 18 August 2004
  9. chriane
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    vergeben und glücklich
    jaja...nehme mal an daß du noch nicht im 8. semester bist - da wirst du noch eine menge sachen rausfinden die man im Physikunterricht hat unter den tisch fallen lassen - glaub mir :zwinker:

    die erste frage die unser physik prof uns damals im Praktikum gestllt hat war: Stellen sie sich vor es ist sommer und sie möchten ihr glas cola kühlen. Sie haben 0 grad kaltes Wasser und eiswürfel mit der selben Temperatur - was würden sie in ihr gals kippen damit die cola kalt wird und warum?
     
    #9
    chriane, 18 August 2004
  10. Dirac
    Dirac (34)
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    War das auf mich bezogen? Ich bin nämlich im 6.Semester... :grin:

    Eiswürfel dürften wohl für eine erheblich deutlichere Abkühlung sorgen... Verstehe nur nicht so ganz, worin der Witz bei der Frage besteht. :ratlos:
     
    #10
    Dirac, 18 August 2004
  11. emotion
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    Hihi ..
    Normal ist Wasser bei Null Grad eh in Eisform, also kippe ich beide male Eis ins Glas .

    Oder gehen wir davon aus, es ist in einem Fall schweres, destilliertes oder sonstiges anderes Wasser, so das der Gerfierpunkt mal hyphotetisch unter 0 Grad liegt, dürfte eben die flüssige Form besser geeignet sein, die Cola (schnell) zu kühlen (vermischung), als die geometrischen Eiswürfel, die viel weniger Oberfläche zum Wasser haben, also ihre Temperatur schlechter verteilen können.
    Oder ?

    Nee.
    Dafür isses zuu lange her, und mein Interess an dem dusseligen Punkt zuu gering *g*
    Wenns doch nen Lovecoin gäbe *gg*
     
    #11
    emotion, 18 August 2004
  12. zephyr
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    nicht angegeben
    #12
    zephyr, 18 August 2004
  13. Dirac
    Dirac (34)
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    Bei 0°C stehen flüssige und feste Phase im Gleichgewicht, es kann also auch flüssig sein. Bloß das Eis muss erstmal schmelzen, und das verbraucht zusätzlich Energie.
     
    #13
    Dirac, 18 August 2004
  14. Schlumpf Hefti
    Benutzer gesperrt
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    nicht angegeben
    :bandit:
     
    #14
    Schlumpf Hefti, 18 August 2004
  15. Dirac
    Dirac (34)
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    Nein, das Massenverhältnis geht da nicht ein, solange man die kleine Masse gegenüber der großen vernachlässigen kann. (bloß als exakt Null betrachten ist ungeschickt, dann müsste der kleine Ball sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen und es gäbe kein Ruhesystem; führt also nur auf Unsinn)
    Und so schnell löse ich bestimmt nicht auf. :zwinker:
    PS: Du brauchst auch kaum was rechnen, musst nur (physikalisch) überlegen. Die Rechnung kommt mit Grundrechenarten aus; man muss keine Gleichungen lösen, nix integrieren oder irgendwie sowas.
     
    #15
    Dirac, 18 August 2004
  16. Sonicus
    Gast
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    Hm, mal bisschen aufgeschrieben und nachgedacht ..
    Aaaalso:

    Meine Lösung: der kleine Ball kommt auf 2H

    Lösungsweg:
    Beide Bälle fallen auf den Boden, Geschwindigkeit v.
    Kurzer Zeitpunkt: Nur großer Ball ist aufgetroffen, bewegt sich danach wieder mit v nach oben, kleiner Ball fliegt mit v nach unten.
    Da Masse des großen viel größer ist, betrachte ich das ganze als Stoß des kleinen auf eine ruhende Oberfläche, mit doppelter Geschwindigkeit.

    Daher sollte der kleine Ball doppelt so hoch kommen ..

    Ich hoffe das ist ansatzweise richtig ..
     
    #16
    Sonicus, 19 August 2004
  17. chriane
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    vergeben und glücklich
    der witz lag damals darin das jeder gesagt hätte eis kühlt besser, aber keiner so genau wußte warum....und niemand der im ersten semester die antwort nicht wirklich weiß würde dem dekan antworten - und so standen wir da stillschweigend.

    eis ändert den agregatzusatnd und kühlt von daher besser als kaltes wasser...über sowas hätte ich mit vor dem studium so zimelich garkeine gedanken gemacht.....

    Kennt ihr diese Sigg Flaschen? schon mal drüber nachgedacht wie man die herstellt?
     
    #17
    chriane, 19 August 2004
  18. Dirac
    Dirac (34)
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    @sonicus: Auf welche Höhe käme der Ball, wenn er die doppelte Geschwindigkeit hat? Wohl nicht auf die doppelte... :zwinker: Aber falsch ist es ohnehin; das ist die von mir angesprochene Lösung, die ich intuitiv getippt hätte.
    @chriane: Dass das Schmelzen von Eis zusätzliche Energie erfordert lernt man aber schon in der Schule... Und diese Flaschen kenn ich nicht, was ist denn besonders an denen? :ratlos:
     
    #18
    Dirac, 19 August 2004
  19. chriane
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    vergeben und glücklich
    in der 9. hatten wir kein physik, in der 10 hatten wir einen physiklehrer der total zerstreut und permanent krank war - ende der 10. ist er gestorben und bis zu abi haben wir keinen neuen bekommen....traurig aber wahr.

    sigg flaschen sind diese alu flaschen in die man getränke füllt - gibt es in vielerlei mustern.....das besondere an ihnen ist daß sie oben eine starke verjüngung haben, aber die falsche hat Keine naht
     
    #19
    chriane, 19 August 2004
  20. Dirac
    Dirac (34)
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    Single
    Ich fürchte, ich weiß immer noch nicht, was du meinst. Na ja, ist ja eh Off-Topic hier und auch nicht so wichtig...
     
    #20
    Dirac, 19 August 2004

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