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Denksport Physik, Lösungen & Fragen
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T(h)ofly
Captain
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Anmeldungsdatum: 12.04.2010
Beiträge: 82
Wohnort: BW

BeitragVerfasst am: Mi Mai 19, 2010 5:33 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Könnte mir bitte jemand erklären wie ihr auf die Ergebnisse der Steinfallaufgaben kommt.
Müssten so Aufgaben 15-18 sein...

Danke schon mal.
_________________
Swiss: =)
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next_pilot
Captain
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Anmeldungsdatum: 09.03.2010
Beiträge: 120

BeitragVerfasst am: Di Jun 01, 2010 3:53 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Homer J. hat folgendes geschrieben:
Ich poste einfach mal meine Antworten, die ich zusammen mit korelio erarbeitet hab:

17a
18b
19c
20b


Hy

Sind das jetzt die richtigen oder korrigierten Antworten?
9) ist auf jeden Fall c

Und bei 21), ich mag mich irren, war aber doch der Meinung das wenn sich der Impuls verdoppelt sich die kin Energie vervierfacht?

weil p=m*v, lässt man ein ding fallen wird sich die masse nicht verändern, die geschwindigkeit steigt aber, bis irgendwann mal aufs doppelte, doppelte geschwindigkeit ist doppelter impuls.
Ekin= 1/2*m*v^2, wir wissen die Geschwindigkeit verdoppelt sich => 2^2=4 => Ekin verfierfacht sich

Edit:
Ok die Bestätigung meiner Theorie steht auf Seit 87 im Antwortteil, somit ist bei Frage 21 Antwort b) richtig!

bei dein vier Fragen von oben komme ich auf
17)c Ergibt sich mittels Bewegungsgleichungen
1Coolb Zeit verändert sich nicht
19)a (1m näher an der erde, deswegen gerinfüfig größere Erdbeschlg)
20)a Auf Frage 20 gehört meiner Meinung nach auf jeden fall die gleiche antwort wie in 19, daher a

Aja und bei 15 kann ich mich auch nicht entscheiden, hier hat irgendwie jeder eine andere Meinung dazu . . .
Werd noch recherchieren um da vlt auf ne Lösung zu kommen, oder kann das jemand unmissverständlich erklären Very Happy

23) würde ich d und nicht c sagen, weil der betrag der geschwindigkeiten ändert sich nicht, die masse auch nicht also warum sollte dann impuls od energie erhaltung verletzt werden?
24) hier wird denk ich dan beides verletzt weil plötzlich 15 statt 10 m/s
26) logischerweise c! p=m*v, 1t *20km/h= 20, 2t*10 km/h=20!!!
2Cool Hier hätte ich rein gefühlsmäßig auf a getippt, bin ich mir aber nicht sicher. Meine Begründung wär Projektil mit großer Geschwindigkeit und Beschleunigung und das Gewehr große Maße dafür weniger Geschw/Beschlg, da bin ich mir aber wie gesagt nicht sicher.
31) gefühlsmäßig a
33) e, das c stimmt steht auf S. 122 und a wird denk ich auch stimmen, daher e
34/35 da hab ich nur wilde Theorien, wie kommst du auf deine Antworten?
36) a, why not?
37) a
47) d (Vermutung, wie begründest du a?)
4Cool c Warum solle man auf gleicher Höhe unterschiedlich wiegen?
49/50 no idea

Alle anderen nicht angeführten Fragen bin ich einer Meinung mit euch.

Danke jedenfalls das du und korelio eure Antworten online gestellt haben!
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reik
Captain
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Anmeldungsdatum: 25.03.2007
Beiträge: 112
Wohnort: Berlin

BeitragVerfasst am: Do Jun 03, 2010 11:47 am    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Aja und bei 15 kann ich mich auch nicht entscheiden, hier hat irgendwie jeder eine andere Meinung dazu . . .
Werd noch recherchieren um da vlt auf ne Lösung zu kommen, oder kann das jemand unmissverständlich erklären


Die wirkende Beschleunigung auf die Körper ist grundsätzlich gleich, aufgrund der Rampe verringert sich jedoch die hangabwärtsgerichtete Kraftkomponente in Abhängigkeit vom Sinus des von der Rampe und der Horizontalen eingeschlossenen Winkels. Auch intuitiv ist das einleuchtend, denn wird die Ebene immer flacher, geht der Winkel gegen null, damit auch der Sinus und somit auch die abwärtsgerichtete Kraft auf den Körper. Im Extremfall das die Rampe einfach nur eine Ebene ist, fällt der Körper gar nicht, denn die von der Ebene wirkende Normalkraft und die Gewichtskraft des Körpers sind im statischen Gleichgewichtszustand.

Zitat:

23) würde ich d und nicht c sagen, weil der betrag der geschwindigkeiten ändert sich nicht, die masse auch nicht also warum sollte dann impuls od energie erhaltung verletzt werden?


Vor dem Stoß ist der Gesamtimpuls des Systems null! Nach dem Stoß nicht mehr, also wurde der Imuplssatz verletzt. Der Energiesatz sagt erstmal nur aus, dass die Energie eines Systems zeitlich unverändert bleibt unabhängig was da jetzt alles drinnen passiert. Vorher bewegten sich die Kugeln mit kin. Energie 1/2mv^2 und hinterher auch, es wurde also nichts verletzt.

Zitat:
24) hier wird denk ich dan beides verletzt weil plötzlich 15 statt 10 m/s


Nein .. der Impulssatz wurde nicht verletzt, denn der Gesamtimpuls des Systems war vorher null und auch hinterher. Hingegen wurde der Energiesatz verletzt, denn nach dem Stoß war die kin. Energie der Körper größer.

Zitat:
26) logischerweise c! p=m*v, 1t *20km/h= 20, 2t*10 km/h=20!!!


Ganz und gar nicht logisch. Beide Fahrzeuge besitzen eine unterschiedliche kin. Energie. Der Heuhaufen stellt eine der Bewegung entgegengesetzte Widerstandsgröße dar und es wird Arbeit verrichtet (Verzögerung der Fahrzeuge). Weil idealisiert betrachtet der Heuhaufen die Fahrzeuge in beiden Fällen auf gleiche Art abbremst wird das Fahrzeug mit der höheren kin. Energie tiefer in den Heuhaufen hineinfahren und es wird mehr Arbeit verrichtet (bei gleicher Widerstandskraft des Heuhaufens steigt also der Weg zum Verzögern).

Zitat:
31) gefühlsmäßig a


Wenn sich die Richtung des Vektors (also seine Komponenten) ändern, muss sich nicht unbedingt auch sein Betrag ändern. Beispielsweise ist der Betrag des Vektors [1,0] gleich dem Betrag des Vektors [1/sqrt(2),1/sqrt(2)]. In beiden Fällen ist der Betrag 1, aber natürlich haben sich die Vektoren deutlich verändert.

Zitat:
33) e, das c stimmt steht auf S. 122 und a wird denk ich auch stimmen, daher e


Nein, nein, nein ... Die Frage ist, welche Größe die Zentrifugalkraft am meisten erhöht. Auf der Seite 123 steht halt sogar die Formel unten ... die Geschwindigkeit geht quadratisch ein und damit ist die Geschwindigkeit wesentlich ausschlaggebender als der Radius. Das ist ja auch das problematische im Straßenverkehr, dass die Kraft bei zu hohere Kurveneinfahrtsgeschwindigkeit gnadenlos unterschätzt wird und sich das Auto dann von der Straße verabschiedet.

Zitat:
4Cool c Warum solle man auf gleicher Höhe unterschiedlich wiegen?


Weil die große Masse des Gebäudes über dir eine der Gravitationskraft entgegen gerichtete Anziehungskraft bewirkt. Das heißt du bist ein wenig leichter.
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next_pilot
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Anmeldungsdatum: 09.03.2010
Beiträge: 120

BeitragVerfasst am: Do Jun 03, 2010 2:26 pm    Titel: Antworten mit Zitat

reik hat folgendes geschrieben:


Also erstmal ein großes Danke! Man sieht da kennt sich jemand aus ^^

In meinem Beitrag habe ich nur die Antworten aufgeschrieben bei denen ich mit korelio nicht übereinstimme. Und du hast jetzt nur die Fragen von mir aufgelistet die falsch waren, also die Nummern die du nicht erwähnt hast, da sind wir einer Meinung 17-20 zb?

26) aaaaah das is deswegen weil bei Ekin v quadriert wird stimmts? also würden sie erst dann gleich weit eindringen wenn der zweite wagen 4 Tonnen hätte ?
Ja da hab ich den Fehler gemacht mit dem Impuls zu rechnen und nicht mit der Energie

4Cool Warum erzeugt das Gebäude eine entgegengesetzte Gravitationskraft? Einfach weil ich Masse über mir habe oder hat das einen anderen Grund?

34/35 Hast du da ne Idee zu?
Bei 34 wär vlt ne These das man eig nach Norden und Süden abgelenkt werden müsste weil da ja eine geringfügig höhere Gravitationskraft wirkt und die sich vlt aufheben und somit e? b und d würd ich mal ausschließen
Wobei ich meine Theorie auch irgendwie für Blödsinn halte muss ich zugeben, hast du da ne Idee Dr. Reik?

Und 49?

Also danke nochmal für die vor allem hilfreichen Antworten, is natürlich besser wenn mans auch erklärt bekommt als wenn du nur die Lösungen geschrieben hättest Smile

PS: Momentaner Stand
1 a
2 d
3 c
4 c
5 b
6 e
7 e
8 c
9 c
10 b
11 a
12 b
13 a
14 d
15 b
16 d
17 a
18 c
19 a
20 a
21 b
22 c
23 b
24 a
25 b
26 a
27 c
28 a
29 b
30 a
31 b
32 b
33 a
34 b
35 e
36 a
37 a
38 b
39 c
40 d
41 c
42 c
43 a
44 b
45 c
46 a
47 d
48 a
49
50
51 a
52 a
53 b


Zuletzt bearbeitet von next_pilot am Do Jun 03, 2010 6:14 pm, insgesamt einmal bearbeitet
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reik
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Anmeldungsdatum: 25.03.2007
Beiträge: 112
Wohnort: Berlin

BeitragVerfasst am: Do Jun 03, 2010 5:41 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
da sind wir einer Meinung 17-20 zb?


Nein das war leider auch nicht richtig. Die erste Masse hat immer einen Geschwindigkeitsvorteil und legt zu jedem Zeitpunkt mehr Weg zurück.
Zugegeben ist das gar nicht mal so richtig intuitiv aber es lässt sich auch rechnerisch zeigen:

s_1=0.5*a*t_1^2
s_2=0.5*a*(t_1-0.5)^2

die Beschleunigung ist für beide Massen konstant, gleichsetzen und sinnvoll umstellen ergibt

s_1/s_2=(t_1/(t_1-0.5))^2

weil gilt t_1 > t_1-0.5 für alle t ist das Verhältnis s_1/s_2 > 1. Daraus folgt das der Weg den Masse 1 zurücklegt immer größer als der der zweiten Masse sein wird (weil die Geschwindigkeit stets größer ist).

Zeit | s_1/s_2
1...... 4
1,5... 2,25
2...... 1,777777778
2,5... 1,5625
3...... 1,44
3,5... 1,361111111
4...... 1,306122449
4,5... 1,265625

erst in der für t -> inf wird s_1/s_2 = 1, also gleichen sich die Geschwindigkeiten an. Das ist natürlich nur eine theoretische Betrachtung und die ganze Rechnung ist eh völlig unrealistisch ohne Luftwiderstand etc.

Für 18 folgt damit, dass der Zeitabstand dann mehr als eine halbe Sekunde sein muss. Wenn die eine Masse immer mehr Weg zurücklegt als die zweite, wird sie einen größeren Zeitvorsprung als 0,5 haben. Wie in der Formel 1. Wenn der Schumi die ganze Zeit schneller als alle anderen ist, wächst der Vorsprung und er überrundet (das fällt wohl zur Zeit auch noch unter theoretische Betrachtung.) Wink

Zitat:
aaaaah das is deswegen weil bei Ekin v quadriert wird stimmts?

Es ist einfach mehr kin. Energie die verzögert werden muss, wie viel nun mehr .. ob quadratisch oder nicht spielt dabei keine Rolle.

Zitat:
Warum erzeugt das Gebäude eine entgegengesetzte Gravitationskraft?


Die Masse des Gebäudes ist nicht weniger wichtig als die der Erde. Wenn man die Perspektive wechselt ziehst du die Erde an, genauso ziehst du das Gebäude an, das Gebäude dich etc.. Du bist also wirklich ein klein wenig leichter im Gebäude, aber da das natürlich absolut nicht der Alltagswahrnehmung entspricht, will man es auch nicht so richtig glauben Very Happy

Zitat:
34/35 Hast du da ne Idee zu?


Die Erde dreht sich in 24h einmal um ihre Achse. Der Umfang beträgt irgendwas um die ~40.000 km. Das heißt du hast eine Bahngeschwindigkeit von knapp ~1666 km/h. Fällst du nun in den Schacht behälst du natürlich deine Bahngeschwindigkeit bei, jedoch ändert sich die Geschwindigkeit mit der sich der Schacht mit dich mitdreht. Die Winkelgeschwindigkeit der Erde ist mit diesen Werten 1666 km/h / 6350 km (Radius am Äquator) also ca. 0.262 rad pro Stunde ... also 24*0.262 rad~2*pi). Die Winkelgeschwindigkeit ergibt sich also aus Bahngeschwindigkeit/Radius. Wenn du nun von der Erdoberfläche in das Loch mit der Bahngeschwindigkeit mit Radius 6350 km in das Loch springst, sinkt der Radius je weiter du ins Erdinnere fällst, deine Geschwindigkeit im Bezug zum Schach steigt also! Das heißt du wirst nach Osten abgelenkt und stößt dort recht schnell gegen den Schacht.

Springst du an den Polen in den Schacht passiert nichts großartiges. Du fliegst ins Erdinnere und ... verdampfst?! Razz
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Homer J.
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Anmeldungsdatum: 02.01.2008
Beiträge: 581

BeitragVerfasst am: Do Jun 03, 2010 6:10 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Bezüglich der 34):

Die Erde dreht sich ja nach Osten. Ich hab mir das so gedacht dass der Gegenstand ein wenig an der Bahngeschwindigkeit verliert, und die West-Seite des Schachts sich dem Gegenstand annähert und ihn schließlich berührt...

Ist das wohl falsch?
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next_pilot
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Anmeldungsdatum: 09.03.2010
Beiträge: 120

BeitragVerfasst am: Do Jun 03, 2010 6:17 pm    Titel: Antworten mit Zitat

reik hat folgendes geschrieben:


Du bist ein kleines Physik Genie kann das sein ^^

49 wär noch ausständig?

Vielen Dank nochmal für die Bildung/Belehrungen Very Happy
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next_pilot
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Anmeldungsdatum: 09.03.2010
Beiträge: 120

BeitragVerfasst am: Do Jun 03, 2010 6:21 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Homer J. hat folgendes geschrieben:
Bezüglich der 34):

Die Erde dreht sich ja nach Osten. Ich hab mir das so gedacht dass der Gegenstand ein wenig an der Bahngeschwindigkeit verliert, und die West-Seite des Schachts sich dem Gegenstand annähert und ihn schließlich berührt...

Ist das wohl falsch?


Ich weiß nicht was Dr. Reik dazu sagst aber klingt logisch was du sagst! Das mit der Geschwindigkeit wird schon stimmen was Reik geschrieben hat aber da sich die erde nach osten dreht müsste man eig nach westen abgelenkt werden
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reik
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Anmeldungsdatum: 25.03.2007
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Wohnort: Berlin

BeitragVerfasst am: Do Jun 03, 2010 6:55 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Bin ganz weit vom Dr. sein entfernt Wink (studiere Luft- und Raumfahrttechnik)

Zitat:
Bezüglich der 34):

Die Erde dreht sich ja nach Osten. Ich hab mir das so gedacht dass der Gegenstand ein wenig an der Bahngeschwindigkeit verliert, und die West-Seite des Schachts sich dem Gegenstand annähert und ihn schließlich berührt...

Ist das wohl falsch?


Ich bin mir sehr sicher das es falsch ist. Die Erde dreht sich nach Osten, du hast am Äquator die Bahngeschwindigkeit ~1666 km/h in östliche Richtung. Jetzt springst du in den Schacht, im ersten Moment passiert erstmal nichts aber je weiter du in den Schacht hineinfällst desto langsamer dreht sich der Schacht aufgrund des kleiner werdenden Radius. Dreht sich der Schacht an der Erdoberfläche noch mit 0.262*1/h*6350km~1666 km/h mit dem Hineinspringenden mit, so wird er immer langsamer je weiter man in den Schacht hineinfällt. Sei H der Weg den du während du in den Schacht fällst zurückgelegt wird, dann ergibt sich die Geschwindigkeit des Schachtes zu 0.262*1/h*(6350-H)km~(1666-0.262*H)km/h .. er wird also mit wachsendem H immer langsamer in Bezug zur Person und bewegt sich aus der Perspektive des fallenden Betrachters auf ihn zu, denn die Person erfährt in der idealisierten Betrachtung keine Geschwindigkeitsabnahme oder Richtungsänderung bewegt sich also immer noch mit 1666 km/h östlich auf die mit steigendem H näher kommende Wand mit Geschwindigkeit in östliche Richtung (1666-0.262*H)km/h zu.

PS:
Zitat:
49 wär noch ausständig?


Die Frage ist ja warum der Mond nicht auf die Erde fällt. Da ist die Begründung a) natürlich schonmal nicht sinnvoll, denn das wäre ja ebend der Grund dafür das der Mond auf sie fällt, damit sind a) und e) raus ... was ein "Hauptsog der Erschwere" sein soll ist mir schleierhaft, halte ich für unsinnig also ist c) raus. Naja und d) klingt jetzt erstmal nicht schlecht aber ist unmöglich der Grund dafür das er nicht auf die Erde fällt. Schießt man einen Satelliten schlecht in die Umlaufbahn und dieser ist nicht im Netto-Gleichgewicht (Gravitation und die Zentrifugalbeschleunigung sind im Gleichgewicht) fällt er trotz der anderen Planeten auf die Erde, folglich ist b) die richtige Antwort der einzige Grund dafür, dass der Mond nicht runterfällt Wink


Zuletzt bearbeitet von reik am Do Jun 03, 2010 7:25 pm, insgesamt 3-mal bearbeitet
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Homer J.
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Anmeldungsdatum: 02.01.2008
Beiträge: 581

BeitragVerfasst am: Do Jun 03, 2010 7:07 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Aaaaaaah....

jetzt hab ichs verstanden. Danke!
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next_pilot
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Anmeldungsdatum: 09.03.2010
Beiträge: 120

BeitragVerfasst am: Do Jun 03, 2010 7:32 pm    Titel: Antworten mit Zitat

reik hat folgendes geschrieben:


Oh ok aber Luft und Raumfahrt hat ja einen herausragenden Ruf, über die Landesgrenzen Deutschlands hinaus, also da wird der Dr. auch bald kommen^^
Und Respekt Wink

Dann hätt ma die Fragen, großes Dankeschön!

lg
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next_pilot
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Anmeldungsdatum: 09.03.2010
Beiträge: 120

BeitragVerfasst am: Sa Jun 05, 2010 10:16 am    Titel: Fluidik Fragen Antworten mit Zitat

reik hat folgendes geschrieben:
-

Falls du Zeit und Lust hast könntest du da auch mal drüber schauen, danke

lg

Hier meine Antworten zur Fluidik
1 b
2 b
3 c
4 c
5 b
6 c
7 c
8 a
9 b
10 a
11 a
12 a
13 d
14 a
15 a
16 a
17 b
18 vlt a?
19 ?
20 d
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