Kleine Physikstunde (off-topic)
Das hier ist mir doch tatsächlich in einer meiner Physik Stunden untergekommen...:
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Ein VW-Golf (m = 850 kg) rollt auf einer leicht abschüssigen Straße los, da der Fahrer das Anziehen der Handbremse vergessen hat. Das Fahrzeug hat eine Geschwindigkeit von 1km/h. Der Fahrer will von außen das rollende Auto zum Stehen bringen. Seine Masse ist 85 kg.
Mit welcher Geschwindigkeit muß er sich seinem Fahrzeug entgegenwerfen?
Könnte man auf diese Weise einen Güterwagen von 10 Tonnen abstoppen?
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Was diesen Lehrbuchautoren so alles einfällt um ihre Aufgaben zu verpacken... tztztz
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31 Antworten
Also ...
Erstmal halte ich die Aufgabe fuer physikalisch falsch, weil auf abschuessigem Gelaende, egal ob Strasse oder nicht, haben wir es immer mit einer Beschleunigung zu tun, naemlich einem Anteil der Fallbeschleunigung. Ergo, wird das Auto (egal welcher Hersteller) schneller werden und nicht konstant mit 1 km/h rollen, solange sich das Gefaelle nicht aendert ... Waere dem nicht so, wuerde sich das Auto niemals von allein in Bewegung setzen, da alle am System angreifenden Kraefte sich gegenseitig neutralisieren.
Wenn man es auf Energiebasis betrachtet und dabei die potentielle Energie vernachlaessigt, dann kommt man auf rund 3,16 km/h. Allerdings wuerde ich mich nicht dagen werfen, sondern nur allmaehlich eine Gegenkraft aufbauen, wer laeuft schon mit 4 km/h gegen eine Mauer???
Ueber die 10 Tonnen eines Waggons reden wir mal nicht. Da gibt es ander Mittel ...
Wer denkt sich denn nur solche Aufgaben aus???
Biggles
... also wenn man auf Energiebasis rechnen würde, sprich auf Basis des Energieerhaltungsatzes, dann könnte man sich auch dagegen werfen, da in dieser Rechnung nur (auf Grund der gegeben Werte) die kinetische Energie betrachtet werden kann, nicht aber die Energie die beim Verformungs/Aufprallvorgang (Wärme etc...) "verloren" gehen würde. Sprich man würde selber nichts davon mitbekommen... also kann man auch dagenlaufen. ;)
Also nach meiner Rechnung müsste man sich schon mit zehn km/h dagegenwerfen...
Berechnet nach dem idealen Gesetz des Unelastischen Stoßes. (mit u=0, also gegenlaufen und gleich stehn bleiben)
Bei nem Güterzug würd ich mir das lustig vorstellen, da müsste man schon mit 117,6 km/h gegenhüppen damit er steht ;)
bin ich froh, dass ich mich erst wieder im abi mit so einem unsinn befassen muss. relativitätstheorie im physik lk macht doch viel mehr spaß :D
aber mal ganz ernsthaft: solche aufgaben sind doch nur schwachsinnig, weil sie realitätsfremd sind bis zum anschlag... und das nennt sich dann kontextbezogenes lernen. lächerlich.
p.s.: 10km/h ist richtig:
p = m * v = 850kg * 1km/h = 850((kg*km)/h)
850((kg*km)/h) = 85kg * v
<=> v = 10km/h
aua :)
wir haben mal in physikunterricht (foe) berechnet, mit welcher geschwindigkeit die passagiere des ice von eschede gegen säulen und wände geprallt sind...
@morla
..so so das sind dann realitätsbezogene aufgaben ..?! was sagte der ethik/religionlehrer dazu ??
aber spaß beiseite wir hatten mal ausgerechnet mit welcher geschweindigkeit ein fallschirmspringer mit nicht geöffneten schirm auf die erde aufschlägt (unter berücksichtigung des luftwiderstandes)
p.s.
ca. 240Km/h auaautsch ..platsch
aber schneller wird er nicht
Also ich persönlich würde den Golf weiterrollen lassen :)
cu hordak
@hordak: auch der golf ist nur ein auto und hat seine daseinsberechtigung! ... obwohl ... *grübel* ... nein! lass ihn rollen! :D
@mwolff139: das war aber ne komplizierte rechnung, oder? naja, PISA hat mal wieder recht, alles mist. sowas lustig kompliziertes machen wir gar nicht mehr. das wörtchen grenzgeschwindigkeit muss man sich mal wieder als physik-interessierter selbst beibringen :(
@morla: was gibts denn da zu berechnen? mit der geschwindigkeit des zuges natürlich.
I'm sorry ...
... aber ich muss mich nochmal in die Berechnung einschalten. Also p hat nicht direkt was mit Energie zu tun, sondern p ist der Impuls. Wenn man also den Energieerhaltungssatz anwenden will, dann muss man E(kin)Auto=E(kin)Mensch setzen. E(kin)=m/2*v²
E(kin)M=mM/2*vM*vM=E(kin)A=mA/2*vA*vA
Dann kann man die 1/2 weglassen und wenn man das nach vM umstellt, dann kommt man auf
vM=Wurzel(mA/mM)
und die Wurzel aus 10 ist irgendwas bei 3,1622
und nun ???
Biggles
... aber den Energieerhaltungssatz kann man ja in diesem Fall nicht anwenden, wohl aber den Impulserhaltungssatz, und mit diesem kommt man auf die besagten 10 km/h ...
hmmm..... jetzt komm ich aber ins grübeln. verdammt, welchen satz kann man denn nun anwenden? jetzt komm ich wirklich ins grübeln... ich hasse sowas :D
Der Energieerhaltungssatz ist nur anwendbar wenn man entweder von einer verlustfreien (auch teilweisen) Übertragung eines Impulses bzw. einer kinetischen Energie von einem Objekt auf ein anderes ausgehen kann. Genannt "ideal elastischer Stoß". Oder wenn man die Erwärmung beider Objekte bei der Verformung kennt und berücksichtigt. "Realer teilelastischer Stoß".
Hier ist der Ansatz der "ideal UNelastische Stoß". Kinetische Energie wird zu 100% in Wärme umgesetzt d.h. der Energieerhaltungsatz kann nur zur Berechnung der Erwärmung beider Objekte herangezogen werden.
Noch was zum "elastischen Stoß": Da funktioniert die Impuls- und Energieübertragung nur dann vollständig wenn beide Massen gleich groß sind.
In allen anderen Fällen hat man nach dem Stoß 2 unbekannte Geschwindigkeiten v1,v2 der Massen m1,m2. Man braucht zu deren Bestimmung 2 Gleichungen (Impuls- UND Energiesatz).
erstens, warum wollt ihr die karre anhalten, ich meine wir tunen wie der teufel um ein Auto schneller zu bekommen und jetzt rechnet ihr aus wie wir es wieder langsamer bekommen. Neeeeeee wie unlogisch :D :D
Also Forderung!!!!!!
!!!!!!!!!Freiheit für die Autos, weg mit den Bremsen!!!!!!!!
Re: Also ...
Uiii, Physik, das mache ich auch gerne:
Zitat:
Original geschrieben von Biggles
Erstmal halte ich die Aufgabe fuer physikalisch falsch, weil auf abschuessigem Gelaende, egal ob Strasse oder nicht, haben wir es immer mit einer Beschleunigung zu tun, naemlich einem Anteil der Fallbeschleunigung. Ergo, wird das Auto (egal welcher Hersteller) schneller werden und nicht konstant mit 1 km/h rollen, solange sich das Gefaelle nicht aendert ...
Stimmt doch, wie es der Lerer gestellt hat. An jedem Auto greifen Fahrwiderstände an, die sich mit der Fahrgeschwindigkeit verändern. Und wenn die so groß sind wie die Hangabtriebskraft, dann fährt das Auto mit einer konstanten Geschwindigkeit.
Und es funktioniert die Energieerhaltung nicht, weil man die Enrgie, die in Verformung und Reibung übergeht nicht mitberechnen kann.
Grüße Stefan
Ich geb mich ja schon geschlagen ...
Das mit den Impulsen passt besser als das mit den Energien ...
Nur eines hab ich wirklich noch nicht gesehen: Ein hangabwaerts mit konstanter Geschwindigkeit rollendes Auto ...
Denn wie schon geschrieben, wenn die Hangabtriebskraft (F=m*a) es erstmal geschafft hat das Auto in Bewegung zu setzen, dann wird die selbe Kraft das Auto auch noch weiter beschleunigen, so sich die Neigung nicht aendert ... Andernfalls wuerde das Auto ja einfach stehenbleiben, weil alle Kraefte im System einander "aufheben" ...
Und jetzt bitte nicht mit 'm Luftwiederstand kommen, denn 'ne Schrankwand is auch der Golf nicht ...
Biggles