Physik Forum

[mercutio]

Hi,
ich bin neu im Forum und habe ein paar Fragen zu verschieden Aufgaben, die ich momentan am rechen/ üben bin, für eine kommende Prüfung.

Da ich für manche Aufgaben keine Lösung habe,
würde ich euch bitten, ab und zu mal über meine Rechnungen rüber zu schauen, die ich hier posten werde und mir gegebenenfalls Fehler aufzeigt, oder mir eine Lösung bestätigt.

So und jetzt zu meiner ersten Aufgabe, viel Spaß!

(Dynamik)
Ein ruhendes kräftefreies Objekt der Masse 1kg soll durch einen total inelastischen Stoß mit einem Geschoss der Masse 20g zerstört werden.
Um das Objekt zu zerstören, muss dieses eine Energie von mind. 100J absorbieren.
Mit welcher Geschwindigkeit muss dass Geschoss mind aufprallen?

Meine Gedanken:
Zunächst einmal bin ich mir unsicher, was es genau mit dem Begriff der Absorbierung auf sich hat, trotzdem folgt meine Rechnung nun.
(Ich habe mir das so erklärt, das die kin. Energie vor und nach dem Stoß nicht mehr gleich ist, und die Gleichung nur erfüllt ist, wenn ich auf der Seite nach dem Stoß Eabs hinzuaddiere.)


m1=1kg
m2=0,02kg
Eabs=100J
v1=0
v2=?
v=? (Geschwindigkeit nach Stoß)

1. 1/2 * 0,02kg *(v2)^2 = 1/2 * 1,02kg* v^2 + Eabs

und

2. 0,02kg * v2 = 1,02kg * v
v2= 51*v
2 in 1
und nach v auflösen.

v= 2,58m/s

damit ist v2 = 116,28m/s bzw. 418,6km/h


Ich würde mich freuen wenn mir jemand mein ergebnis bestätigen könnte oder mir eine andere Lösung aufzeigt.

[Fritz]

Deinen Gedankengang kann ich auf jeden Fall bestätigen. Nachgerechnet hab ich es aber nicht.

mfg Fritz

[mercutio]

Danke schon einmal dafür Fritz.
Das beruhight mich jetzt wenigstens ein bisschen.

Nächste Aufgabe(newtonsche Bewegungsgleichung)

Zwei Personen (massen jeweils 100kg) wollen mit einem Seil ein kaputtes Auto der Masse 800kg hinter sich herziehen.
Die Reibungskraft wirkt mit 400N auf das Auto.
Jeder der Freunde erbringt eine Antriebskraft von 300N.

Wie groß ist die Beschleunigung?
Wie groß ist die Seilkraft zwischen den Freunden bzw. Auto und Freund?
(besonders hier tu ich mich schwer)

Zunächst habe ich das Auto freigeschnitten und nach rechst gerichtet 2* die 300N eingezeichnet.
Die Reibungskraft 400N habe ich nach links eingezeichnet.
Eine weitere Kraft habe ich nach links eingezeichnet, damit sich das System in Ruhe befindet. (in wirklichkeit bewegt es sich ja nach rechts weg)
Ist das eigentlich die Trägheitskraft?
Ich habe sie bei mir einfach mal nur F genannt.

Ich komme auf follgende Gleichung.

400N + F = 300N + 300N
bzw.
400N + a * (100kg+100kg+800kg) = 600N

nach auflösen

a = 0,2 m/s^2

Seilkraft zwischen Freunden und Auto!
Hier bin ich mir unsicher.

Eigentlich müsste es doch einfach die 2*300N + die 0,2m/s^2 * 1000kg sein.(1000N)
Bzw Seilkraft zwischen Person 1 und 2 die überbleibenden 700N.
Ich glaube aber das ich mich da vertan habe.

Ich würde mich über eine etwas ausführlicher Antwort freuen, bin aber über jegliche Hilfestellung dankbar.

[isi1]

[mercutio]

Danke isi1.
Ich war zwischenzeitlich sogar schon auf dein Ergebnis gekommen,
finde aber gut, das du es mir hier noch mal bestätigst.

Nächste Aufgabe.

Welche Kraft ist notwendig einen Körper der Masse m= 1kg und dem Volumen V=5 l in Wasser senkrecht nach unten mit 1m/s^2 zu beschleunigen?

Welche Beschleunigung hat der Körper wenn er losgelassen wird?

Auch hier habe ich wieder Freigeschnitten.
Nach unten zeigt bei mir die Gewichtskraft Fg und die Kraft die für die Beschleunigung sorgen soll, Fb.
Nach oben zeigt die Auftriebskraft Fa.
Zusätzlich habe ich eine Kraft nach oben eingezeichnet, die das System wieder zurück in die Ruhe bringen soll, für meine Gleichung, Ft.
Ist dieser Gedankengang richtig?

Gleichung lautet bei mir wie folgt.
(die Dichte von wasser habe ich mal auf 1g/cm^3 gerundet, da nichts anderes angegeben ist)

1g/cm^3 *5000cm^3 * 9,81m/s^2 + Ft = 1kg * 9,81m/s^2 + 1kg * 1m/s^2

Für Ft erhalte ich nach auflösen

Ft = - 38,24N (wieso ist die Zahl negativ?)
Das wäre ja jetzt die Kraft, die ich brauche um das System in Ruhe zu halten, würde ich sie also wegnehmen, beschleunigt sich der Körper nach unten, oder?
Folglich ist es doch die gesuchte Kraft, um nach unten zu beschleunigen?

Jetzt wird nach der Beschleunigung gefragt, wenn der Körper losgelassen wird.
Hierfür hat mmein Körper die Kraft Fauf wieder nach oben bekommen, und die Gewichtskraft nach unten.
Und erneut eine Kraft, die das ganze im Gleichgewicht hält, nach unten.

Gleichung lautet:

Ft2 + 1kg * 9,81m/s^2 = 5000cm^3 * 1g/cm^3 *9,81m/s^2

Für Ft2 erhalte ich diesmal Ft2 = 39,24 N

Daraus folgt die Beschleunigung a = 39,24N / 1kg = 39,24 m/s^2 .
a, sollte jetzt die Beschleunigung sein, die der Körper erfährt, wenn ihn nichts anderes außer die Gewichtskraft unter Wasser drückt.

Entschuldigt bitte die Wall of text, aber ich versuche meine Probleme mit den Aufgaben so gut es geht verständlich zu machen.

Wie oben, würde ich mich über eine Antwort freuen.

[mercutio]

Ich bin mal so dreist und gebe der ganzen Sache hier noch einmal einen up.
Grade eine Rückmeldung zur letzten Aufgabe wäre super.

[isi1]

[mercutio]

^^
Gegenfrage, welcher Eimer?^^

Die Aufgabenstellung lautet ja wie folgt.
Welche Kraft ist notwendig einen Körper der Masse m= 1kg und dem Volumen V=5 l in Wasser senkrecht nach unten mit 1m/s^2 zu beschleunigen?

Welche Beschleunigung hat der Körper wenn er losgelassen wird?

Die 1g/cm^3 *5000cm^3 * 9,81m/s^2
ist bei mir die Auftriebskraft.
Auch wenn der Körper mit dem Volumen 5l = 5000cm^3
nach unten beschleunigt wird, sollte er doch trotzdem einer Auftriebskraft unterliegen, wenn der Vorgang im Wasser stattfindet, oder?

Oder liege ich da völlig falsch?
Wenn du noch was anmerken willst, tu das bitte.

edit: ach jetzt verstehe ich was du meinst,
du dachtest, das das Volumen Wasser ist und nicht in wasser hinein taucht, oder?

[isi1]

Alles klar, mercutio,
jetzt habe ich es verstanden.

[mercutio]

Freut mich.
Kannst du mir den jetzt auch meine Rechnung bestätigen, oder mir zeigen,
was falsch ist?
Bzw. mir ein paar meiner Fragen beantworten, das würde mich ungemein sicherer machen.

[isi1]

[mercutio]

[isi1]

Weshalb Bammel, mercutio?



Bis hier sind wir uns einig, oder?

Wie kannst Du Zeichnungen hier her setzen?
Z.B. mit MSPaint.exe zeichnen,
dann mit http://www.pic-upload.de Das Bild hochladen, letzten Link hier her kopieren und mit der 'Img'-Taste einrahmen.

Wenn wir den Körper loslassen, wirken Auftrieb Fa und Gewicht G
Verbleiben ca. 40N nach oben.

Was muss nun beschleunigt werden?
Die Masse des Körpers 1kg (Trägheitskraft entgegen der Beschleunigung)
und zu Anfang das Wasser .... vernachlässigen wir.

In Deiner ursprünglichen Rechnung:
1g/cm^3 *5000cm^3 * 9,81m/s^2 + Ft = 1kg * 9,81m/s^2 + 1kg * 1m/s^2
lässt Du die Beschleunigungskraft in die gleiche Richtung wie das Gewicht wirken.
Gefordert war:
a) Welche Kraft ist notwendig einen Körper der Masse m= 1kg und dem Volumen V=5 l in Wasser senkrecht nach unten mit 1m/s^2 zu beschleunigen?
In diesem Fall wird also die Trägheitskraft nach oben zeigen, also in die Richtung der Auftriebskraft.

Oder hast Du den zweiten Teil der Aufgabe berechnet?
b) Welche Beschleunigung hat der Körper wenn er losgelassen wird?

[mercutio]

Hi, isi1
großen Dank nochmal für deine bisherige Hilfe,
ich war in einem Kurzurlaub und konnte mich deswegen nicht mehr melden.

Mittlerweile bin ich auf das richtige Ergebnis gekommen.
Ich hatte die Trägheitskraft falsch verstanden, wie du richtig angemerkt hast.

mfg mercutio