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Fragen im Themenbereich "Physik → Mechanik → Bewegung"

    Schräger Wurf
    Moritz99
    21.02.20, 17:15:41
    Ein Luftgewehr wird in einem Winkel von 45° zur Senkrechten abgeschossen. Das Projektil mit einer Masse von 0,5 g verlässt die Mündung des Laufs mit einer Geschwindigkeit von 60 m/s. Der Luftwiderstand soll vernachlässigt werden.
    Welche maximale Höhe über dem Boden erreicht das Projektil etwa? (g 10 m/s2 )
    Die richtige Antwort lautet: 90 m


    Die Aufgabe habe ich bisher mit der Formel für die Wurfhöhe eines schrägen Wurfes gelöst. s(h) = (v0^2*(sin(a))^2) / 2g
    Gibt es noch einen anderen Weg diese Aufgabe zu lösen?
    Bspw. über den Energieerhaltungssatz? Meine Vermutung ist, dass in diesem Fall an dem höchsten Punkt gilt, Epot = 1/2 Ekin gilt und man dann nach h auflöst? Am höchsten Punkt ist also die potentielle Energie halb so groß, wie die kinetische Energie beim Abschuss.

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    ALi
    6.03.20, 19:13:45
    0... genau, denn bei einem Winkel von 45° teilt sich der Bewegungsvektor gleichmäßig in die Bewegung nach vorne und nach oben auf. Ohne Reibung verändert sich die "Vorwärtshälfte" nicht, aber die zweite Hälfte, nach oben zeigende Bewegungskomponente, hat sich am höchsten Punkt komplett in Lageenergie umgewandelt.

    Viele Grüße

    ALi

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    Herzfrequenz ausrechnen
    Gwendolin
    2.08.17, 17:32:38
    Ein menschliches Herz pumpt bei Ruhe 4.9 l/min Blut durch den Körper. Pro Herzschlag werden dabei 70 cm3 Blut durch das Herz gepumpt. Wie groß ist die Herzfrequenz?

    Mein Weg:

    4,9 l/min= 4,9*10^-3/60 cm^3/s

    1 / 70cm^3 / (4,9*10^-3/60 cm^3/s)= 0,16*10^3 Hz

    Stimmt aber nicht, egal wie oft ich es berechne. Mal hab ich auch nicht den großen Bruch gerechnet, sondern alles nacheinander (da ist dann komischerweise auch was anderes bei rausgekommen).

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    ALi
    2.08.17, 18:38:41
    0Hallo Gwendolin,

    Doppelbrüche bestehen ja aus mehreren Divisionen, und bei Divisionen ist es nicht egal, in welcher Reihenfolge man sie berechnet, z. B. 10:5:2 ist deshalb auch nicht definiert, das darf man also nicht schreiben, weil es unklar ist wegen (10:5):2=1 und 10:(5:2)=4.

    In der ersten Zeile wird berechnet, wie viele cm³ Blut pro Sekunde gepumpt werden (der Exponent müsste dann +3 sein, wegen 1 L = 1000 cm³)? Die zweite Zeile soll das dann zum Volumen pro Schlag ins Verhältnis setzten (Warum mit dem Kehrwert?)?

    Ich wäre anders herangegangen: Interessant ist doch eigentlich erst einmal, aus wie vielen 70-cm³-Einheiten, d. h. Pumpvorgängen, 4,9 L bestehen?!
    4900 cm³ : 70 cm³ = 70
    Das Herz schlägt also pro Minute 70x, was ja auch ein realistischer Wert ist. (Man hätte das :min als Einheit auch durch die vorstehende Gleichung durchschleppen können.)
    Pro Sekunde sind es dann 70 : 60 s = 1,17 s⁻¹ = 1,17 Hz

    Viele Grüße

    Alexander

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    Freier Fall mit Anfangsgeschwindigkeit
    Mel
    19.06.17, 16:37:47
    Hi,

    wenn ein Stein von einem Turm mit einer Anfangsgeschwindigkeit v0 fällt, dann berechnet sich doch die Höhe des Turms m.H. der Formel s = a/2*t2 + v0*t + v0 (mit a=g=9.81m/s2) oder wird v0 dabei weggelassen? (Luftreibung und der Weg des Schalls sollen bei dieser Aufgabe vernachlässigt werden.)

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    ALi
    19.06.17, 19:25:14
    0Hallo,

    v0 als dritter Summand entfällt. v0 kann schon alleine deshalb nicht als Summand in der Formel auftauchen, da es sich um eine Geschwindigkeit (mit z. B. der Einheit m:s handelt), die man nicht zu einer Strecke (mit z. B. der Einheit m) addieren kann.
    Auch inhaltlich ist die Formel mit den ersten beiden Summanden vollständig: 0.5*a*t² ist der Weg-Zeit-Zusammenhang des freien Falls (d. h. der gleichförmig beschleunigten Bewegung) und v0*t ist der Weg-Zeit-Zusammenhang der gleichförmigen Bewegung mit v0. Beide Komponenten addieren sich zur zurückgelegten Gesamtstrecke.

    Viele Grüße

    ALi

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     Das mit v0 war ein Schreibfehler, es sollte natürlich s0 heißen. Wenn der Stein vom Turm geworfen/fallen gelassen wird, dann spielt aber s0 kein Rolle. Seh ich das richtig?

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    Mel
    19.06.17, 20:51:16
     s0 macht mathematisch Sinn. Physikalisch würde es bedeuten, dass man den Stein z. B. an einer Schnur von der Turmspitze um s0 herunterlässt, um ihn dann bei s0 mit v0 auszuklinken, sodass dann der freie Fall mit t=0 beginnt. Dann müsste man tatsächlich s0 zu dem Ergebnis addieren, um die korrekte Turmhöhe zu erhalten. Für ein "normales" Fallexperiment ist s0 jedoch tatsächlich nicht erforderlich.

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    ALi
    19.06.17, 22:14:16
    Winkelgeschwindigkeit Turmuhr Zahnrad
    Nima
    2.08.18, 15:58:16
    Eine Aufgabe im HamNat Test lautet folgendermaßen:

    Der Stundenzeiger einer Turmuhr (Länge des Zeigers = 1,25m) ist fest mit einem Zahnrad (z=96 Zähne) verbunden. Dieses wird von einem Zahnrad Z2 mit 32 Zähnen angetrieben. Welche mittlere Winkelgeschwindigkeit hat Z2?

    A. 0,0042 °/s
    B. 0,0083 °/s
    C. 0,0125 °/s
    D. 0,025 °/s
    E. 0,032 °/s

    Richtige Antwort: 0,025 °/s

    Mein Lösungsansatz:

    Da die Einheit °/s und nicht 1/s ist rechne ich mit Grad statt mit Bogenmaß.
    Zahnrad Z2 dreht sich mit der dreifachen Geschwindigkeit wie Z1, da Z1 dreimal mehr Zahnräder besitzt.
    Z1 braucht für eine Umdrehung (360°) 24h, da es sich um den Stundenzeiger handelt. 24h > 1440min > 86400s
    In der gleichen Zeit vollbringt Z2 drei Umdrehung.

    Winkelgeschwindigkeit= 3*360°/86400s = 1080°/86400s = 1/80 °/s = 0,0125 °/s

    Bitte um Hilfe wo ich einen Fehler gemacht hab

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     Hey,
    ich habe das so gelöst:

    Z1(96 Räder)=360°/12h
    Z2(32 Räder)=360°/4h

    360°/4h=90°/h=90°/60min=1,5°/min=0,025°/s

    Ich war mir bei der Lösung auch nicht zu 100% sicher!

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    Belle
    2.08.18, 16:14:46
    ALi
    3.08.18, 00:01:56
    1Hallo Nima,

    nur ein Flüchtigkeitsfehler: Der Stundenzeiger braucht nur 12 h für eine Umdrehung. Damit ist die Geschwindigkeit doppelt so hoch und passt zum Ergebnis von Belle.

    Ich habe so gerechnet, das ist für mich kopfrechnungsgeeigneter (eine Stunde = 3600 s, und Z2 dreht sich in 12 h 3x):

    ω = 3 · 360° : (12·3600 s) = 3 °:s : (12·10) = 1:40 °:s = 0,025 °:s

    Viele Grüße

    ALi

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     Ah super
    Vielen Dank!

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    Nima
    3.08.18, 15:17:06

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