Physik Forum

[Tine]

Hallo,

ich habe einen Kurs mit Namen "Experimentalphysik". Dort gibt es eine Übung. Mit Zwei Aufgabe sollen wir die nächste Woche bestreiten....

Also erstmal die aufgabe:

1. Versuch: Ein Mensch wirft einen Ball aus der Höhe s 0 > 0 in drei Varianten:
a) er lässt ihn einfach fallen, b) er wirft ihn mit v 0 nach unten, c) er wirft ihn mit v 0 nach oben!
Mit welcher Geschwindigkeit v E trifft der Ball jeweils bei s = 0 auf? Es sei s 0 = 10 m und v 0 = 10 m/s !
Was für eine Bewegung führt der Ball aus (der Luftwiderstand wird natürlich vernachlässigt)?
Stellen Sie für a) und b) die Bewegungsgleichung v ( t ) = d s
/ d t auf! Integrieren Sie diese Bewegungsgleichungen!
Bevor Sie an die Lösung für c) gehen, denken Sie bitte entspannt über den Wurf nach oben nach,
die Lösung ist sehr einfach!
2. Versuch: Varianten wie unter 1., zusätzlich wird dem Ball jeweils eine Horizontalgeschwindigkeit
v X = 2 m/s mitgegeben. Wie groß sind jetzt die Auftreffgeschwindigkeiten?

das Ding ist, dass ich ein absoluter Looser bin. , was physik betrifft. Ich weiß nicht bei Versuch 1, was mir die v 0 geschwindigkeit sagen soll, geschweige denn dass ich weiß wie ich integriere und warum.

wer kann mir helfen...?!

[GvC]

Man kann das auch alles ohne Integration lösen, nämlich unter Anwendung des Energieerhaltungssatzes.

Die Summe aller Energien (potentielle und kinetische) beim Aufprall muss gleich der Summe aller Energien beim Abwurf sein.

1a) Der Ball hat beim "Abwurf" (Fallenlassen) gegenüber dem Aufschlagniveau die potentielle Energie Wpot. Die ist beim Auftreffen als kinetische Energie Wkin im Ball vorhanden.

Wpot = Wkin

m*g*s0 = m*v²/2

v = sqrt(2*g*s0)

1b,c) Unabhängig von der Richtung der Anfangsgeschwindigkeit hat der Ball nun zusätzlich zur potentiellen Energie Wpot noch eine kinetische Energie Wkin,0. Dass sich der senkrechte Wurf nach oben und unten energetisch nicht unterscheiden, kann man sich dadurch klarmachen, dass beim Wurf nach oben der Ball einen höchsten Punkt erreicht, von wo er dann zum Boden zurückfällt. Wenn er am Abwurfpunkt vorbekommt, muss er dieselbe kinetische Energie, also dieselbe Geschwindigkeit haben wie beim Abwurf, da die potentielle Energie ja am Abwurfpunkt dieselbe ist.

Wpot + Wkin,0 = Wkin

m*g*s0 + m*v0²/2 = m*v²/2

---> v = sqrt(2*g*s0 + v0²)

2) Wenn der Ball nun noch eine horizontale Geschwindigkeitskomponente erhält, die sich ja nicht ändert, da keine horizontale Beschleunigung erfolgt, so ist diese Komponente beim Auftreffen immer noch vorhanden und addiert sich zu der unter 1 errechneten vertikalen Komponente nach Pythagoras:

v = sqrt(vv² + vh²)

Dabei ist vv die unter 1 berechnete vertikale Komponente und vh die zusätzliche horizontale Komponente.

[Tine]

vielen lieben dank! muss es zwar mit integralrechnung lösen aber ich denke das hilft mir schon sehr viel weiter, danke!