Physik Forum

[arothron]

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Wie im Bild oben zu sehen habe ich 2 Systeme eine Kugel zu Beschleunigen.
Oben wird sie mit durch den Kolben Komprimierter Luft angetrieben, unten mit HFC134a das sich Flüssig in einem Druckbehälter befindet.
Bei beiden Systemen bleiben alle Daten gleich bis auf das Gewicht der Kugel.

Beim oberen System tritt folgendes auf:
Je schwerer die Kugel so langsamer Verlässt sie die Röhre, die Kraft bleibt aber immer gleich.
Daten:
Masse = 0,25g, Geschwindigkeit = 109,18 m/s Energie = 1,49 Joule
Masse = 0,36g, Geschwindigkeit = 90,98 m/s Energie = 1,49 Joule
Die Energie bleibt gleich, die Geschwindigkeit sinkt.
Genau das habe ich auch erwartet.

ABER:

Beim unteren System passiert folgendes:
Je schwerer die Kugel so langsamer Verlässt sie die Röhre, die Kraft erhöht sich.
Daten:
Masse = 0,25g, Geschwindigkeit = 155,98 m/s Energie = 3,04 Joule
Masse = 0,36g, Geschwindigkeit = 140,06 m/s Energie = 3,53 Joule
Die Energie steigt, die Geschwindigkeit sinkt.
Das die Geschwindigkeit nicht wie bei dem Luftdrucksystem Linear mit der Masse sinkt und so die Kraft gleich bleibt kann ich nicht nachvollziehen.

Wie schafft es das Gas System einer schwereren Kugel mehr Kraft zu geben wie einer Leichteren? Die schwerer Kugel wird ja langsamer, warum stimmt aber das Verhältnis nicht, sie wird nicht so langsam wie im ersten System. Der Druck der die Kugeln beschleunigt bleibt doch immer gleich.

[Frank]

[arothron]

erst mal Danke.

gibt es irgendeine Möglichkeit zu errechnen wie sich das zweite (also das Gas) System verhält?
Ich muss gleiche Bedingungen für beide Systeme schaffen.
Bei System "Druckluft" Rechne ich einfach mit der Kraft, diese bleibt ja gleich. So komm ich auf die V0 bei unterschiedlichen Massen.
Beim System "Gas" komm ich aber nicht weiter da sich die Daten scheinbar willkürlich ändern. Wenn ich die Daten für 0,20g habe dann kann ich damit nicht errechnen wie die V0 mit 0,25g ist.

Mit der Formel kann ich wenn ich einmal die E-kin.(J) habe die V0 Berechnen.
E= 0,5 x 0,00025kg x 155,98² m²/s² = 3,041 Joule
Rechne ich wie bei dem Luftdrucksystem dann erhalte ich für 0,36g:
129,98 m/s
Gemessen habe ich aber 140,06 m/s
Da ich nicht mal verstehe wie das Gas es Schaft einer Größeren Masse mehr E-kin.(J) zu geben wie einer kleineren kann ich auch nicht Rechnen (mir würde ja schätzen schon reichen).

Das ganze muss ja irgendwie mit der Expansion des Gases und der Zeit zusammen hängen die die Kugel im Rohr bleibt. Nur wo genau? Warum schafft die Druckluft (letztendlich ja auch ein Komprimiertes Gas) nicht mit mehr Masse mehr E-kin.(J) zu erzeugen? Das Druckluftsystem ist wunderbar Linear, die V0 sinkt schön in Relation zur Masse so das die E-kin.(J) immer gleich bleibt.

[Frank]

[arothron]