Physik Forum

[AliceMcBigby]

Hi. Ich muss demnächst eine Hausaufgabe präsentieren, bei der ich jedoch nicht die geringste Ahnung habe, wie ich sie angehen soll. Hierbei geht es um den freien Fall- könnte mir vll jemand helfen?

Aufgabenstellung:

Ein Flugzeug lässt aus 150m Höhe bei einer Geschwindigkeit von 180 km/h Hilfspakete aus der Luke fallen. Leider öffnet sich der Fallschirm nicht. Mit welcher Bahngeschwindigkeit und unter welchem Winkel zur Horizontalen schlagen die Pakete auf?


Ich verzweifle- wäre also echt nett, wenn mir jemand helfen könnte. ^^

[stefan1990]

ich würde das ganze unter waagrechter wurf einordnen. Da müsstest du dann den Vorgang in X- und Y- Richtung zerlegen. X-Richtung hast du konstante Geschwindigkeit, eben deine Anfangsgeschwindigkeit. Y-Richtung hast du die Erdbeschleunigung. Für den Winkel würde ich jetzt sagen, einfach ableiten, ich erinnere mich aber, dass wir damals in der 11. auch ohne Ableitung diesen Winkel berechnet haben.

Gruß

[GvC]

Energieerhaltungssatz:

Beim Abwurf: W = Wpot + Wkin = m*g*h + m*vx²/2

mit vx = Geschwindigkeit in waagrechter Richtung

Beim Aufprall: W = m*v²/2

Beide müssen gleich sein

---> v =sqrt(2*g*h + vx²)

Mit v und vx kennt man Hypotenuse und Ankathete eines rechtwinligen Dreiecks, aus dem man die Winkelfunktion ablesen kann

alpha = arc cos(vx/v)

[stefan1990]

so gehts auch. glaube das war auch die methode, die wir damals angewandt. haben

[Leader]

Kann es sein, dass man beim Zeit-Weg-Gesetz bei konstant beschleunigter Bewegung das 1/2 in der Formel s=1/2at^2 gar nicht braucht?
Ich versuch das anhand von ein paar Näherungswerten zum Freien Fall (mit s=1/2gt^2 und g=10), die ich dem Dorn-Bader Physiklehrbuch für Sek 2 entnommen habe, zu beweisen:
t in s......1.....2.....3.....4
s in m.....5.....20...45....80
v*=m/s..10....20...30....40
*Anmerkung: hier wurde die Geschwindigkeit nach dem Zeit-Geschwindigkeit-Gesetz v=gt berechnet. So steht's im Lehrbuch.
Nun kommt mein Hinweis, dass wenn man in die Gleichung s=1/2gt^2 für gt das v einsetzt, kommt ja s=1/2vt raus. Wir wissen aber, dass für die gleichförmige Bewegung s=vt gilt. Die beiden Gleichungen sind praktisch gleich, nur das 1/2 stört. Wie lösen wir das Problem?
Nun, wir berechnen zunächst einmal die Geschwindigkeit richtig:
mit
t in s......1.....2.....3.....4
und
s in m.....5.....20...45....80
wenn v=s/t gilt,
kriegen wir für
v in m/s..5.....10...15....20

und wenn a=v/t ist, dann kriegen wir für a den konstanten Wert = 5!

Bei der gleichförmigen Bewegung sieht's dann so aus:
wenn v=const
und a=v/t, dann nimmt der Wert von a mit der Zeit t ab.

MfG