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Denksport Physik Zusatzaufgaben Mechanik Fragen

 
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Boeing_747I
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Anmeldungsdatum: 23.08.2011
Beiträge: 78

BeitragVerfasst am: Sa Aug 31, 2013 12:28 am    Titel: Denksport Physik Zusatzaufgaben Mechanik Fragen Antworten mit Zitat

Hi!

Also alle meine Lösungen vom Buch Denksport Physik Seite 173ff. habe ich mit den Lösungen von folgender Seite verglichen:
http://www.pilotenboard.de/viewtopic.php?t=9784&postdays=0&postorder=asc&start=96

Hier sind meine Unterschiede:
Seite177 Aufgabe26:
Ein Eintonner-Lastwagen fährt mit 20km/h in einen gewaltigen Heuhaufen. Ein gleicher Eintonner fährt, beladen mit einer Tonne Heuballen, mit 10km/h in denselben Heuhaufen. Welcher Lastwagen fährt bis zum Stillstand weiter in den Heuhaufen hinein?
a.) der schnellere leere -> Antwort vom Thread
b.) der langsame beladene
c.) beide gleich schnell -> meine Antwort
meine Argumentation hier ist, dass es sich um einen unelastischen Stoß handelt und somit die kinetische Energie nicht konstant bleibt (da in Verformungsenergie umgewandelt wird) jedoch aber der Impuls konstant bleibt. Somit macht die höhere kinetische Energie (beim leeren schnellen LKW, da kinEnergie=mv²/2) keinen Unterschied. Beide haben den gleichen Impuls also beide fahren gleich weit in den Heuhaufen?
Stelle man sich die LKW's als gigantische Billardkugeln vor (mit unterschiedlichen Massen & Geschwindigkeiten) die in jeweils eine andere Billardkugel stößt (elastischer Stoß!) bleibt kinetische Energie erhalten und somit überträgt die schnelle leichte Billardkugel mehr Energie auf das Ziel als die schwere langsame Billardkugel.
Bin ich am Holzweg?

32.)
Die Netto-Kraft auf ein Auto, das mit gleichbleibende Geschwindigkeitsbetrag auf einer ebenen Fläche im Kreis fährt, ist
a.) in Fahrtrichtung
b.) in Richtung des Kreisradius (Antwort des Threads)
c.) gleich null (meine Antwort)
schnell erklärt: Zentripedalkraft und Zentrifugalkraft heben sich auf - wäre es nicht so und es wäre die Zentripedalkraft höher (Kraft in Richtung Kreisradius) würde sich das Auto Richtung mittelpunkt bewegen - also immer einen kleineren Radius fahren.

45.) Ein Scharfschütze schießt auf ein fernes Zeil. Wenn das Geschoss bis dorthin eine Sekunde benötigt, sollte er dann
a.) 5 m übers Ziel halten (meine Antwort)
b.) 10m übers Ziel halten
c.) kann man nicht sagen, außer bei Ziel auf Augehöhe (Antwort des Threads)
Erklärung: Das ist doch egal ob das Ziel auf einer Erhöhung oder in einem Graben ist, sobald die Kugel 1 Sekunde in der Luft ist, sinkt sie um 5Meter. Richtig?

49.) Der Mond stürzt nicht zur Erde, weil
a.) er sich im Schwerefeld der Erde befindet
b.) die etto-Kraft auf ihn null beträgt (meine Antwort)
c.) er sich außerhalb des Hauptsogs der Erdschwere befindet
e.) alles obige (Threads antwort)
f.) nichts davon
Brauch ich glaub ich nicht erklären?

Danke im Voraus für die Antworten Smile
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Boeing_747I
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Anmeldungsdatum: 23.08.2011
Beiträge: 78

BeitragVerfasst am: Mo Sep 02, 2013 8:53 am    Titel: Antworten mit Zitat

keine ideen?
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DreamOfFlight
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Anmeldungsdatum: 04.10.2012
Beiträge: 176
Wohnort: Brohltal

BeitragVerfasst am: Di Sep 10, 2013 11:03 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Hey, ich bin zwar kein Experte, kann aber mal meine Theorien erläutern, vielleicht animiert das ja die richtigen klugen Leute hier Wink

26:
Ein Heuballen stellt für mich einen elastischen Stoß da. Alles weitere scheinst du ja zu verstehen (außer, Achtung: Wkin=m*v²*2).
Die größere kinetische Energie führt zu stärkerer Verformung.

32:
Zentrifugal- und Zentripetalkraft sind zwar im Betrag gleich, heben sich aber nicht auf. Dann führe das Auto geradeaus; stell dir zB den unwahrscheinlichen Fall vor, dass Wind von beiden Seiten gleich stark bläst.
Das Auto erfährt schließlich eine konstante Ablenkung in Form einer Kraft, die zum Mittelpunkt wirkt und so eine Kreisbahn erzeugt. In gleicher Zeit entsteht gleiche Ablenkung; für eine Spirale müsste das Auto langsamer werden.
[ Wenn ich jetzt die Muße hätte, den Begriff der Nettokraft genauer zu untersuchen.... Könnte mir gut vorstellen, dass das in diesem Fall nur die Kraft ist, die durch Einlenken und Reibung an den Reifen entsteht, nicht jedoch die Gegenwirkende Kraft( reactio à la Newton ) auf das träge Auto einbezieht]


45:
Ich denke, dass es hier um den Abschusswinkel geht. Wenn dieser so groß wird (was man ja mal durchrechnen kann), dass eine Näherung für kleine Winkel unpassend wird, ist die Schusskurve nicht mehr so leicht abzuschätzen.

Zu 49 kann ich nichts sagen, falsches Thema für mich... aber ich hoffe, dass ich schon ein wenig helfen konnte. Leider ist der andere Thread schon so alt.[/i]
_________________
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Jannik
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MOKE
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Anmeldungsdatum: 26.06.2013
Beiträge: 50

BeitragVerfasst am: Di Sep 10, 2013 11:26 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Dann wollen wir mal den alten Physik-LK rauskramen...

26: gleicher Impuls --> gleich WEIT in den Heuhaufen. Von daher wäre keine der Antworten wirklich richtig, denn gleich SCHNELL sind sie bestimmt nicht und keiner der beiden fährt WEITER hinein?!

32: Würde keine Netto-Kraft auftreten, würde das Auto geradeaus fahren. In Fahrtrichtung würde meinen, es wird beschleunigt (unter Nicht-Berücksichtigung der Reibung Razz ). Also bleibt das einzig logische in Richtung des Kreisradius, um das Auto auf der Kreisbahn zu halten.
(Gedankenexperiment: Ein Aufziehauto an einer Federwaage befestigt, die an einem Pfahl hängt. Das Auto fährt los und die Waage hält das Auto auf der Kreisbahn und hat dabei einen Auschlag --> Kräfte in Richtung des Kreisradius)

45: Absolut deiner Meinung. Auch wenn das Ziel 70° über einem steht "fällt" die Kugel 5m/s (s=at²/2=10m/s²*1²s²/2=5m)

49: Neue Antwort: f!
Ja, er ist im Schwerefeld, das ist aber keine Begründung für den "Flug"
Die Nettokaft wirkt zur Erde hin, also auch falsch. (s.32) Lediglich mit dem Begriff des Hauptsoges kann ich nichts anfangen, aber eine extreme Anziehung existiert noch immer, von daher kann es auch nicht stimmen...
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Boeing_747I
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Anmeldungsdatum: 23.08.2011
Beiträge: 78

BeitragVerfasst am: Mi Sep 11, 2013 6:04 am    Titel: Antworten mit Zitat

also es ist ganz klar ein voll unelastischer stoß da die gesamte energie in verformungsenergie umgewandelt wird (keine kinetische energie irgentwo). Impuls bleibt erhalten und geht über den heuhaufen in die erde.
sorry! beide gleich weit ist die Antwort bei c! stimme mit dir überein moke! eben genau da es ein unelast. stoß ist kommt es auf den impuls an...

verstehe nr 32 jetzt, danke! deshalb wird die Fliehkraft (Zentrifugalkraft) oft als Scheinkraft bezeichnet!!! -> mann kann es auch so sehen: geschwindigkeitsvektor ist nicht konstant -> beschleunigung ist NICHT null -> kraft ist NICHT null

45 werd ich nachrechnen! bin etwas verunsichert jetzt! aber ich glaub wir haben Recht moke

49 stimmt: f

Erklärung wär also weil die geschwindigkeit groß genug ist um nicht zur erde zu stürzen aber klein genug um nicht von der erde wegzufliegen -> mv^2/r=ma
m kürzt sich
probe ist:
nimmt man einen gegenstand der knapp über der erdoberfläche rund um die erde fliegen soll setzt man dafür den radius der erde für r ein und g für a:

v=wurzel(9.81*6371000)=7905m/s
siehe erste kosmische geschwindigkeit auf wikipedia!

DANKE LEUTE
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Anmeldungsdatum: 13.09.2013
Beiträge: 44
Wohnort: München

BeitragVerfasst am: Fr Sep 13, 2013 3:17 pm    Titel: Antworten mit Zitat

lutzi hat folgendes geschrieben:


49 stimmt: f

Erklärung wär also weil die geschwindigkeit groß genug ist um nicht zur erde zu stürzen aber klein genug um nicht von der erde wegzufliegen -> mv^2/r=ma
m kürzt sich
probe ist:
nimmt man einen gegenstand der knapp über der erdoberfläche rund um die erde fliegen soll setzt man dafür den radius der erde für r ein und g für a:

v=wurzel(9.81*6371000)=7905m/s
siehe erste kosmische geschwindigkeit auf wikipedia!

DANKE LEUTE



Bis jetzt war ich lange nur ein "stiller Mitleser", da meine BU allerdings auch bevor steht werd ich jetzt mal "aktiv" Wink

Zu der 49 kann ich vll. auch was beitragen, da ich selbst seit zwei Jahren Physik studiere. Deine Begründung ist an sich schon anschaulich klar und deine Probe macht auch Sinn. Im Zusammenhang mit Zweikörperproblemen mit Drehimpulserhaltung kann man sich evtl aber noch nen anderen Begriff merken und zwar die Zentrifugalbarriere(Effektives Potenzial).

http://de.wikipedia.org/wiki/Effektives_Potential


Das bedeutet letztlich nur, dass wegen der Drehimpulserhaltung zusätzlich zur pot. Gravitationsenergie noch der Drehimpulsterm L^2/2mr^2 dazu kommt.

Ok, das war jetzt weniger wichtig/zu theoretisch.....man kann sich aber merken wie der Verlauf der potenziellen Energie, abhängig vom Abstand aussieht und das ist die Kurve rechts oben im Wikipedia Artikel. Man sieht, dass die pot. Energie für kleine Abstände unendlich werden müsste, was glücklichweise nicht geht Rolling Eyes .
Würde das Gravitationspotenzial der Erde anders aussehen, wäre ein Sturz des Mondes in die Erde aber möglich also könnte man meiner Meinung auch a) sagen^^.....aber ich muss zugeben, dass alle Antwortmöglichkeiten komisch sind^^


Also ich würde sagen der Grund ist der (erhaltene) Drehimpuls zusammen mit der 1/r Abhängigkeit des Gravitationspotenzials...(für interessierte ) Wink
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