Anfangsgeschwindigkeit errechnen für 2 Massen?

5 Antworten

Der erste Körper hat die Bewegungsgleichung

S1(t) = 0,5 * g * t²

Er kommt auf den Boden auf nach 10 m Fallstrecke

10 = 0, 5 * 9,81 * t²

t = Wurzel(2 * 10 / 9,81) = 1,43 Sekunden.

Ein zweiter Körper beginnt aus 15 m Höhe den Fall mit einer unbekannten Startgeschwindigkeit und soll den Boden in 1,43 Sekunden errechen.

s(t) = 0,5 * g * t² + v0 * t

Einsetzen:

15 = 0,5 * 9,81 * 1,43² + v0 * 1,43

v0 = 3,48 m/s

Weg-Zeit Formel: s(t) = v0*t + gt^2/2

------------------------

s1 = 10m, s2=15m, g=9.81 m/s^2

s1(t) = 10 = 0 * t + gt^2/2 => gt^2/2 => t = SQRT(20/9.81) = 1.4278s
s2(t) = 15 = v0 * t + gt^2/2

Die Zeit t muss für beide Gleichungen die selbe sein, denn es heisst in der Aufgabe, dass die Körper gleichzeitig auf der Erde auftreffen.

Somit haben wir ein Gleichungssystem. Wir lösen s1(t) nach t auf und setzen die Lösung von t in s2(t) ein. Dann bleibt in s2(t) nur noch eine Unbekannte, und das ist v0, die Anfangsgeschwindigkeit.

s2(t) angepasst:

15 = v0 * 1.4278 * 9.81 * 1.4278^2 => v0 = 3.5081 m/s

(SQRT ist die Quadratwurzel)

Ich würde die fallzeit des ersten Körpers berechnen:

h=1/2*g*t^2

Nach t auflösen.

Nun die fallzeit des 2. Körpers

Aus den Zeiten die Differenz bilden und dann mit der Differenz die Geschwindigkeit bei 15m Strecke.

v=s/t

Und dann solltest du deine anfangsgeschwindigkeit haben.

Die Formel für eine gleichmässig beschleunigte Bewegung ist:

s(t) = a/2 * t^2 + v0*t + s0

a ist bekannt und bei beiden gleich. v0 beim einen Körper 0, beim anderen gesucht. s0 ist bei beiden 0 und s(t) ist 10 bzw. 15 Meter. t ist bei beiden gleich.

Nun für beide die Werte in die Formel einsetzen und t und v0 ausrechnen.

Ansatz: t1 = t2

s = 4,905m/s^2 * t^2

s = 10m

10s^2/4,905 = t^2

t1 = 1,4278s

15m/t^2 = 1/2a

a = 15m/(1,4278s)^2 = 14,715m/s^2

v = a*t

v = 14,715m/s^2 * 1,4278s = 21m/s

v2 = 9,81m/s^2 * 1,4278s = 14m/s

21m/s-14m/s = 7m/s

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Maschinenbaustudent, RWTH Aachen