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Hilfe in Physik!

Dieses Thema im Forum "Off-Topic-Location" wurde erstellt von Motion, 31 August 2005.

  1. Motion
    Motion (29)
    Verbringt hier viel Zeit
    99
    93
    1
    vergeben und glücklich
    Jaja, ich bins schon wieder! Schreib bald ne Arbeit in Physik und wollte nur mal Denkansätze für folgenden Aufgaben haben:

    1.) Die Geschwindigkeit eines Körpers der Masse m = 5 kg soll von 10 m/s auf 20 m/s gesteigert werden. Wie groß ist die dazu notwendige Beschleunigungsarbeit?

    2.) Weise nach, dass sich ein mit der Geschwindigkeit v0 waagerecht abgeworfener Körper auf einer Parabelbahn bewegt!


    3.) Zwei Fahrzeuge gleicher Masse prallen aufeinander:
    a) beide Fahrzeuge fahren mit der gleichen Geschwindigkeit v aufeinander zu
    b) das eine Fahrzeug fährt mit der Geschwindigkeit 2v auf das andere, ruhende Fahrzeug
    Weise nach, dass die zerstörerische Wirkung in beiden Fällen die gleiche ist!


    Danke euch!
     
    #1
    Motion, 31 August 2005
  2. Emrys
    Verbringt hier viel Zeit
    346
    101
    0
    nicht angegeben
    Denkansatz zu 1), 2) und 3)? Ganz einfach:

    F=m*a

    Tschö
    Der Emrys :bandit:
     
    #2
    Emrys, 31 August 2005
  3. CK1
    CK1 (41)
    Verbringt hier viel Zeit
    28
    86
    0
    Single
    zu 3) probiers mal mit dem Betrag der Impulse der auftritt:
    zu 2) Superpositionsprinzip: du hast eine gleichmäßige geradlinige Bewegung
    wagerechte Richtung v0 also gleiche Zeiten gleiche Wege
    und eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung in senkrechter Richtung.
    -> wagerechte Richtung; x senkrechte Richtung y
    sx (t) = v0*t; sy = 1/2 g *t²
    t= sx(t)/v0 -> sy(t) = 1/2 g *(sx(t)/v0)²
    also eine Funktion die sx(t)² ein sy(t) zu ordnet = Funktion 2.grades = Parabel.
    zu 1 auch Superpositionsprinzip anwenden (2 Bewegungen).

    Edit: Tipfehler.
     
    #3
    CK1, 31 August 2005
  4. Trogdor
    Trogdor (40)
    Verbringt hier viel Zeit
    472
    101
    0
    nicht angegeben
    1) Beschleunigungsarbeit als Differenz der kinetischen Energien:
    W= E_nacher - E_vorher

    2) Gleichung fuer Bewegung in X-Richtung in Abhaenigkiet von der Zeit aufstellen. Dann Gleichgung fuer Bewegung in vertikale Richtung in Abhaengigkeit von t. Erste Gleichung nach t aufloesen, in zweite einsetzen. Gibt eine quadratische Gleichung.

    3) Man koennte mit Bezugssystemen argumentieren, aber ich denke was die hoeren wollen ist:
    E_Auto1 + E_Auto2 = E_AutoB
     
    #4
    Trogdor, 31 August 2005
  5. kleinerschuft
    Verbringt hier viel Zeit
    203
    101
    0
    nicht angegeben
    Moin!


    1.) Die Geschwindigkeit eines Körpers der Masse m = 5 kg soll von 10 m/s auf 20 m/s gesteigert werden. Wie groß ist die dazu notwendige Beschleunigungsarbeit?

    W_kin = 1/2 * m * v²

    Also bei 10 m/s ist W_kin_1 = 1/2 * 5 kg * (10 m/s)² = 250 J

    bei 20 m/s ist W_kin_2 = 1/2 * 5 kg * (20 m/s)² = 1000 J

    Die Differenz ist 1000 J - 250 J = 750 J

    Man muß also 750 J an Energie aufbringen.


    2.) Weise nach, dass sich ein mit der Geschwindigkeit v0 waagerecht abgeworfener Körper auf einer Parabelbahn bewegt!

    Denkansatz: Es werden zwei Bewegungen "überlagert" und finden gleichzeitig statt. Oben schon als "Superpositionsprinzip" genannt.
    (Sorry, CK1, habe Deinen Post erst gerade gesehen, deswegen das Gleich in grün....)

    Das waagerechte "Abwerfen" ist eine horizontale Bewegung, für die gilt:
    Gleichförmige Bewegung unter Vernachlässigung des Luftwiderstandes,
    zurückgelegte Strecke x = v * t

    Für das Fallen gilt: Gleichförmig beschleunigte Bewegung,
    y = 1/2 * g * t²

    Wenn man dort t = x / v einsetzt, kriegt man:

    y= 1/2 * g * x² / v²

    Da v = const, ziehe ich es mal vor und schreibe:

    y = 1/2 * (g/v²) * x² (nur umsortiert!)

    Man sieht: Dies ist eine Parabel.



    3.) Zwei Fahrzeuge gleicher Masse prallen aufeinander:
    a) beide Fahrzeuge fahren mit der gleichen Geschwindigkeit v aufeinander zu
    b) das eine Fahrzeug fährt mit der Geschwindigkeit 2v auf das andere, ruhende Fahrzeug
    Weise nach, dass die zerstörerische Wirkung in beiden Fällen die gleiche ist!

    Ansatz:
    Dies sei ein gerader, inelatischer Stoß. Beide Autos stoßen miteinander.
    Es gilt der Energieerhaltungssatz mit der Einschränkung, das ein Teil der Energie in Verformungsenergie umgewandelt wird.
    Es gilt der Impulserhaltungssatz.

    Also folgende Bezeichnung:

    W1 = Kinetische Energie Auto 1 vor dem Stoß = 1/2 * m1 * v
    W2 = Kinetische Energie Auto 2 vor dem Stoß = 1/2 * m2 * v
    W1' = Kinetische Energie Auto 1 nach dem Stoß = 1/2 * m1 * v'
    W2' = Kinetische Energie Auto 2 nach dem Stoß = 1/2 * m2 * v'
    dW = Verformungsenergie

    Jetzt die Energieerhaltung:

    W1 + W2 = W1' + W2' + dW

    Impulse:
    p = m * v

    P1 = vor dem Stoß, P1' = nach dem Stoß, usw.

    Dann gilt die Impulserhaltung:

    P1 + P2 = P1' + P2'

    (ausgeschrieben: m1 * v1 + m2 * v2 = m1 * v1' + m2 * v2' )

    Als bekannt kann man die Massen m1 und m2 der Autos vorraussetzen.
    Ebenso die Geschwindigkeiten. Sagen wir mal, die Autos sind gleich schwer - das stand nicht in der Aufgabenstellung, sollte aber so sein, sonst funktioniert es nicht....

    Im Fall 1 ist v1 = v2 = v = const.
    Im Fall 2 ist v1 = 2 * v und v2 = 0

    Problem:
    drei Variablen sind unbekannt, nämlich v1', v2' und dW (die Verformungsenergie)

    Ist aber nicht so das Problem, weil wir ja nur zeigen sollen, das die Verformungsenergie in beiden Fällen gleich ist.

    Also, einsetzen, dW vergleichen.

    *überleg* Habe ich einen Fehler gemacht?
     
    #5
    kleinerschuft, 1 September 2005

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