Astronaut und Schraube im Weltall?
Hallo, Ich habe morgen einen Test und Wir bekamen diese Aufgabe zum üben mit. Jedoch hab ich so gut wie keine Ahnung, was die Antwort sein könnte und wieso es so ist. Ich denke mir nur dass es Antwort B nicht sein kann, da dies wegen dem Impulserhaltungssatz nicht möglich sein kann. Könnte mir vielleicht jemand hellefen? Danke im Voraus
Ein Astronaut schwebt bewegungslos im Weltraum und wirft eine Schraube in eine Richtung, dabei wird er selbst in die entgegengesetzte Richtung angetrieben. Welche der folgenden Aussagen sind richtig?
A. die Schraube wird einer grösseren Geschwingikeit als der Astronaut haben.
B. der Astronaut wird einen grösseren Impuls als die Schraube haben.
C. die Schraube wird eine grössere kinetische Energie als der Astronaut haben.
D.der Astronaut wird die gleiche kinetische Energie wie die Schraube haben.
4 Antworten
B ist auf jeden Fall falsch. (Impulserhaltungsprinzip!)
Wir erfahren hier nicht, welche Masse die Schraube hat. Falls die Masse der Schraube kleiner ist als die des Astronauten, sind A und C richtig. (A: Wieder Impulserhaltungsprinzip. C: Ekin ~ v^2 ~ 1/m^2)
Falls die Masse der Schraube und die des Astronauten gleich sind, ist D richtig.
Falls die Masse der Schraube größer ist als die des Astronauten, sind alle Aussagen falsch.
A und C. Beide haben betragsmäßig den gleichen Impuls , das sagt der Impulserhaltungssatz. Für die kinetische Energie gilt E = 1/2 • m • v²
E = 1/2 • m • v • v = 1/2 • p • v.
Bei Betragsmäßig gleichem Impuls p hat also der Körper mit der größeren Geschwindigkeit v die größere kinetische Energie E, also die Schraube.
A und D auf jeden Fall, C nicht. Bei B bin uch unsicher, denke aber auch nein.
Denke daran, daß der Impuls zur Geschwindigkeit proportional ist, die kinetische Energie aber zum Quadrat der Geschwindigkeit.
A und D sind richtig. Der impuls, den der Astronaut der Schraube verleiht, wirkt entgegengesetzt auch auf ihn. Das produkt aus Masse mal Geschwindigkeit sind bei Beiden gleich. Da der Astronaut wahrscheinlich deutlich schwerer ist als die Schraube, wird diese wohl schneller wegfliegen.
Der Astronaut bewegt sich langsamer als die Schraube, hat aber mehr Masse. Stell dir vor beide würden auf einen Punkt aufkommen. Sie würden beim Aufprall gleich viel Energie abgeben.