Total dämliche Physik-Aufgabe

[-=The Brain=-]

Also ich habe eine Aufgabe zu machen und komme echt nicht weiter ...

 

Ein Stein fällt mit der Anfangsgeschwindigkeit V0=0m/s in einen Brunnen.

Nach einer Sekunde (t=1s) wird ein 2. Stein mit der Anfangsgeschwindigkeit V0=20m/s

nachgeworfen.

 

Berechne die Zeit t, die vergeht bis der 2. Stein den 1. überholt. Und in welcher Tiefe

treffen sich beide Steine ?

 

Vorraussetzung sind natürlich keine Reibung und der Brunnen hat die benötigte

Tiefe auf jeden Fall.

 

Ich sitze echt grad auf dem Schlauch ...

[Gast brischke]

beschleunigung ist 9,81m /s2

da der erste 1 sekunde eher fallengelassen wird kommt raus

v0 + g*t

 

0 + 9,81 * t = 20 + 9,81 * (t-1)

das nach t umstellen und du hast die Zeit wo der zweite den ersten überholt.

da du jetzt die Zeit hast kannst du auch den zurückgelegten Weg ausrechnen. Und zum Schluss treffen sie sich noch mal auf den Brunnenboden.

 

edit: schnellschuss muss ich noch mal überprüfen ich hab ja hier geschwindigkeiten gleich gesetzt ich muss aber wege gleichsetzen

[-=The Brain=-]

Also was ich mir denken könnte, wenn ich die passenden Formeln zur Berechnung

habe ... diese dann einfach gleichsetzen und ausrechnen. So bekäme ich zumindest

den Schnittpunkt der Funktionen raus.

 

Allerdings ist in meiner Formelsammlung immer entweder nach der Zeit (die ich nicht

habe) gefragt oder nach der Höhe (die ich auch nicht habe) ...

 

Edit : upps, zu spät ! Vielen Dank !!! Das probiere ich gleich mal !!!!!

[Gast brischke]

warte mal war ein schnellschuss von mir man muss wege gleichsetzten ich hab geschwindigkeiten gleichgesetzt

[-=The Brain=-]

@brische

 

Und zum Schluss treffen sie sich noch mal auf den Brunnenboden.

 

das ist ja fies !!! Und genauso schätze ich meinen Dozenten ein. Ich denke

mal das er genau das fragen wird !!!

 

Da wäre ich nicht drauf gekommen, obwohl´s logisch ist !

[Gast brischke]

s(t)=1/2*a*t²+v0*t+s0

s0 ist 0 müßte also

 

1/2*9,81*t²=1/2*9,81*(t-1)²+20*(t-1)

gleichmäßig beschleunigte Bewegung a= konstant

umstellen nach t Mitternachtsformel sicherlich 2 Lösungen eine stimmt sicher die positive

[-=The Brain=-]

Na also ich danke dir auf jeden Fall !!! Ich versuch´s mal mit beiden Formeln.

Aber unser Assi-Dozent will sicher auf diesen Scheiß hinaus "... wann treffen sich beide Steine ..."

 

Aber auf das Zweite Date am Boden des virtuellen Brunnens, da wäre ich nicht drauf

gekommen, bzw. hätte es vergessen.

 

Also vielen Dank. ich gebe morgen mal Info, wie es richtig war !!!

[Gast brischke]

....Ich versuch´s mal mit beiden Formeln.

...

nee nimm die zweite bei der ersten bekommst du nur raus wenn die beiden Steine die selbe Geschwindigkeit haben und das nützt dir nicht viel.

Viel glück

[dodonius2]

Hi,

 

also auch meiner Meinung nach ist der 2te Ansatz von brischke richtig. Wenn ich mich jetzt auf die schnelle nicht verrechnet habe, kommt folgendes raus:

 

t=1,48s (gerundeter Wert)

 

x=10,76m (auch gerundet)

 

MFG

dodonius2

[Gast brischke]

ja stimmt wenn wir mal die 9,81 als 10 annehmen kommt

0,5*10*t²=0,5*10*(t-1)²+20*(t-1)

5t²=5(t-1)²+20*(t-1) das ganze durch 5

t²=(t-1)² +4*(t-1)

t²=t²-2t+1+4t-4

0=2t-3

t ist rund 1,5 s

[Gast suicidecrew]

mhhh überholt der zweite den ersten überhaupt??

 

Ich kann mich da mal an ein Experiment erinnern was auch mit gleichschweren sinkenden Teilen im Wasser war, ich glaube es waren Kugeln.

 

Da wurde der zweite im Wasser durch die Sinkgeschwindingkeit immer langsamer bis sie genausoschell sank wie die erste, (maximale Sinkgeschwindigkeit) daher wurde der erste nicht überholt.

 

Ich meine das kam mal irgendwo als Experiment im TV...

 

Ich berechnet ja mit eurer Formel nicht das die Erdanziehung unter Wasser geringer ausfällt als in der Luft.

[Gast brischke]

Vorraussetzung sind natürlich keine Reibung und der Brunnen hat die benötigte

Tiefe auf jeden Fall.

 

also null luft oder wasser

aus dem realen Leben gegriffen.

[dodonius2]

@suicidecrew

 

Wenn er schreibt, dass in dem Brunnen keine Reibung ist, denke ich, dass da gar kein Wasser drin ist.

 

MFG

dodonius2

 

Edit: brischke war schnelle

[Gast suicidecrew]

Wenn er schreibt, dass in dem Brunnen keine Reibung ist, denke ich, dass da gar kein Wasser drin ist.

 

Lol dann soll der Brunnen nur in die Irre führen oder wie?

 

Ich hasse solche Aufgaben ^^

[dodonius2]

Jep, das ist in diesen Aufgaben meistens so. Wie brischke scho sagt: Fast wie aus dem richtigen Leben

[Xander]

Nur mal so nebenher gefragt, dein Physiklehrer heißt nicht zufällig Koffner?

[Snoopy22m]

kurze Frage:

Keine Reibung heißt für mich "Massepunkt"

 

Massepunkt ohne reibung wird immer schneller - überholen werden die sich dann nicht - bei kurz vor Lichtgeschwindigkeit....

[Singh]

Massepunkt ohne reibung wird immer schneller - überholen werden die sich dann nicht - bei kurz vor Lichtgeschwindigkeit....

Doch schon, da der andere schneller ist.

 

Ciao Singh

[Singh]

ja stimmt wenn wir mal die 9,81 als 10 annehmen kommt

0,5*10*t²=0,5*10*(t-1)²+20*(t-1)

Röchtög.

 

Ciao Singh

[F0x123]

s=1/2*a*t^2+v0*t

 

somit ergibt sich für die bedingung s1 = s2:

 

1/2*a*t^2+v1*t + s_teil1 = 1/2*a*t^2+v0*t

 

mit a= 9,81m/s^2 und v1= 9,81 m/s und v0=20m/s

s_teil1 = 1/2*a*1^2 also die strecke, die der erste stein an vorspung hat.

einsetzen und umstellen nach t fertig.

 

der 2. stein wird den ersten auch überholen in diesem idealen modell, da die anfangsgeschwindigkeit höher ist bzw. nach 1 sekunde der 2. stein doppelt so schnell fällt. eigentlich eine ganz simple aufgabe, welche oft auch mit autos anwendung findet.

[mikeb3]

ich denke auch der ansatz bzw. lösung von brischke ist richtig.

 

@FOx 123 wie kommst du bei v1 auf 9.81m/s und den ansatz mit s_teil1=1/2*a*1^2 kann ich gar nicht nachvollziehen!?

[Mauserl1986]

Hier ist die Lösung:

 

Der erste Stein ist nach einer Sekunde in der Tiefe

 

x0 = 1/2 * 9,81 m/s^2 * (1s)^2

= 4,905 m

 

Er hat also 4,905 m Vorsprung.

 

Die Geschwindigkeit des ersten Steines in 4,905 m Tiefe beträgt

 

v0 = g * t = 9,81 m/s.

 

Der zweite Stein muß also 4,905 m aufholen.

 

Berücksichtigen wir das in unserer Gleichung, die die beiden Wege x1 und x2 ansonsten gleichsetzt:

 

x2 = x1 + 4,905 m (x2 muß also 4,905 m mehr zurücklegen, damit beide auf gleicher Höhe sind.)

 

Die Beschleunigung sowie die ab jetzt vergehende Zeit sind für beide Steine gleich.

 

Also:

 

1/2 * gt^2 + v2 * t = 1/2 * gt^2 + v0 * t + 4,905 m

 

Der Term 1/2 gt^2 kürzt sich weg:

 

v2 * t = v0 * t + 4,905 m

20 m/s * t = 9,81 m/s * t + 4,905 m

10,19 m/s * t = 4,905 m

 

t = 0,48 s

 

ANTWORT 1: 0,48 Sekunden nach Start des zweiten Steines bzw. 1,48 Sekunden nach Start des ersten Steines überholt der zweite Stein den ersten.

 

Welche Tiefe haben sie dann erreicht?

 

Stein 1:

1/2 * 9,81 m/s^2 * (1,48 s)^2 = 10,76 m

 

Stein 2:

1/2 * 9,81 m/s^2 * (0,48 s)^2 + 20 m/s * 0,48 s = 10,76 m

 

ANTWORT 2: Beide Steine befinden sich dann in 10,76 m Tiefe.

 

Achtung: 0,48 s war gerundet. Bitte genauen Wert einsetzen, um Rundungsfehler zu vermeiden (t = 0,48135426889 s)!

 

Liebe Grüße

 

Mauserl (Studentin Mathe/Physik Lehramt)

[F0x123]

jop dem stimme ich zu. dies entspricht voll und ganz meinem ansatz.

 

trotzdem noch: nach einer sekunde, hat der erste stein entsprechend 1 sekunde lang mit 9,81m/s^2 beschleunigt, also ist der stein nun 9,81m/s schnell.

 

möchte man wissen wann der 2. stein den ertsen stein einholt, müssen die gefallenen strecken eben gleich sein. setzt man aber direkt s1 = s2 berücksichtigt man nicht, dass der erste stein bereits eine gewisse strecke gefallen ist. daher der ansatz mit dem s_teil1 bzw vorsprung.

s_teil1=1/2*a*1^2

 

t= 1s quadriert man dies und rechnet mal 0,5*9,81m/s^2 erhält man 4,905m

 

Mauserl hat das aber alles noch einmal sehr schön und ausführlich aufgeschrieben.

dazu war ich zu faul

 

vielleicht hätte ich doch physik und nicht wirtschaftsinformatik studieren sollen

 

viva la TU-Darmstadt

[Gast brischke]

mach dir das doch nicht so schwer und lies mal von vorn, du setzt die Wege gleich, gleichmäßig beschleunigte Bewegung da gilt:

Weg-Zeit-Gesetz: s(t)=1/2*a*t²+v0*t+s0

Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz: v(t)=a*t+v0

Beschleunigungs-Zeit-Gesetz: a(t)=a=const.

Weg vom ersten Stein mit Weg vom zweiten gleichsetzen

s0 ist jeweils 0; v0 vom ersten ist 0 und vom zweiten 20

1/2*9,81*t²=1/2*9,81*(t-1)²+20*(t-1)

und wenn wir mal die 9,81 als 10 annehmen kommt

0,5*10*t²=0,5*10*(t-1)²+20*(t-1)

5t²=5(t-1)²+20*(t-1) das ganze durch 5

t²=(t-1)² +4*(t-1)

t²=t²-2t+1+4t-4

0=2t-3

t ist rund 1,5 s

[mikeb3]

@FOx123 und Mauserl1986

ja habe ich jetzt nachvollziehen können, finde ich persönlich aber zu kompliziert gedacht, aber jedem wie es ihm beliebt!

so sind ja nun schon 2 "unterschiedliche" denkansätze vorhanden!

cu

 

schön mal wieder einen kleinen exkurs in die physik unternommen zu haben!