Ein Pfeil wird senkrecht nach oben geschossen. Der Pfeil verlässt die Sehne des Bogens mit 70m/s. Wie hoch kommt der Pfeil?

5 Antworten

Du ermittelst erst die Zeit über die Formel v = a * t (nach t umgeformt, also t = v / a) und da die Geschwindigkeitsangabe darauf schließen lässt, dass a entsprechend gerundet ist, kann man wohl von 10 m/s² ausgehen (obwohl es eigentlich 9,81 m/s² sein dürften). Mit Hilfe der Zeit und der Formeln s = 0,5 * a * t² kann man dann die Höhe berechnen, die der Pfeil erreicht. Die Zeit aus der ersten Formel wird dabei in Sekunden angegeben und die Höhe aus der zweiten Formel in Metern.

Mit diesen Abgaben kann dir da keiner helfen...

Punishable 
Fragesteller
 22.05.2016, 16:47

Es ist möglich.

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> Wie hoch kommt der Pfeil?

Etwa 2,50 m, dann prallt er an der Zimmerdecke ab ;-)

Im Freien, ohne Hindernis und unter Außerachtlassung der Luftreibung, gibt es zwei Wege, die Höhe zu ermitteln.

a) Die kinetische Energie beim Abschuss ist gleich der potentiellen am höchsten Punkt. Die Masse m des Pfeils kürzt sich im Zug der Berechnung raus.

b) Die Bewegungsgleichung des Pfeils ergibt sich durch Addition der Bewegung nach oben (konstante Geschwindigkeit, v = 70 m/s, s = v * t) und der Fallbewegung (konstante Beschleunigung g, v = g * t, s = 0.5 * g * t^2)

Da wir v nach oben als positiv efiniert hatten, muss g, da nach unten, jetzt negativ sein: g = -9.81 m/s^2

Die Bewegungsgleichung lässt sich auflösen nach v=0 (gilt am höchsten Punkt) oder auch, sofern Minimax-Rechnung in Mathe schon dran war, nach s = Maximum.

Ekin = Epot

-> 1/2 * m * v² = m *g * h
Umgestellt nach h:
h = 1/2 * v² / g

--> h = 1/2 * 70² [m²/s²] / 9,81 [m/s²]
==> h = 249,75 m

Siggy  22.05.2016, 17:01

Es sei denn, es liegt ein Hindernis dazwischen.

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Internetwaise  22.05.2016, 17:04
@Siggy

Wurde nicht angegeben, daher sollte das schon stimmen, v.a. da von einem senktrechten Schuss die Rede ist

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h = vₒ² / (2 · g)

LG

Punishable 
Fragesteller
 22.05.2016, 16:51

Respekt :o

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Punishable 
Fragesteller
 22.05.2016, 16:53

Könntest du mir auch sagen wie du auf diese Gleichung gekommen bist. Das ist doch ne Umformung von der Anfangsgleichung, wie sah die denn aus?

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Discipulus77  22.05.2016, 16:56
@Punishable

Ekin = Epot. Nach h auflösen, da die kinetische Energie beim Anfang der potentiellen Energie im Hochpunkt entspricht.

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Halswirbelstrom  22.05.2016, 17:05
@Punishable

Der Pfeil bewegt sich nach oben in umgekehrter Weise wie nach unten; man braucht dazu den "Film" nur rückwärts ablaufen zu lassen. Dann gilt:  

s = ½ · g · t²  (1)  und   v = g · t    →    t = v / g  (2)

Mit  s = h   und  v = vₒ  folgt, wenn (2) in (1) eingesetzt wird:

h =   ½ · g · vₒ² / g²      →  h = vₒ² / (2 · g)

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