Frage von lateinchiller, 36

Eine Kugel (d=2cm) durchquert nach 1m Fallstrecke eine Lichtschranke Gesucht ist die Dunkelzeit t. Wie gehe ich vor?

Gegeben ist ja g=9,81 m/s^2 und s. Gesucht ist t; t= Wurzel aus (s/0,5g). Das ist alles klar. Nur was ist denn bitte s ? Hier müsste meiner Meinung nach ein Bezugssystem genannt werden. S könnte 1m; 0,99m oder 0,98m sein ?? Vielen Dank !

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 13

s1 ist 1 m
s2 ist 1,02 m

Für beide musst du nach deiner Formel die Fallzeit ausrechnen und die Differenz davon ist die Dunkelzeit.

Expertenantwort
von TomRichter, Community-Experte für Physik, 19

Nimm' an, die Lichtschranke sei so aufgestellt, dass sie genau 1 m tiefer liegt als die Unterkante der Kugel vor dem Fallenlassen.

Die Vorderkante der Kugel unterbricht die Lichtschranke somit nach genau einem Meter. Die Hinterkante nach genau 1.02 m.

Antwort
von Halswirbelstrom, 18

Der Massenmittelpunkt der Kugel hat beim freien Fall die Geschwindigkeit

v = √(2·g·h). Er passiert mit dieser Augenblicksgeschwindigkeit v ≈ 4,43 m/s

den (dünnen) Lichtstrahl der Lichtschranke. Diese Geschwindigkeit ist die mittlere Geschwindigkeit der Kugel, die den Lichtstrahl auf der Strecke  s = d = 0,02 m unterbricht. Die Dauer der Unterbrechung ist  Δt = Δs / v ≈ 4,5 ms.

Gruß, H.

Antwort
von valvaris, 27

Na s ist 1m.

Der untere Rand hängt beim Start 1 cm weiter unten als der Mittelpunkt, aber der Meßpunkt bei einer Kugel ist immer der nahste Punkt am Ziehpunkt, da der zuerst in der Lichtschranke ankommt.

Allerdings ist das bei der Geschwindigkeit zu vernachlässigen, da der Zeitunterschied zwischen 1m und 0,98m beim Runden einfach wegfällt.

Kommentar von lateinchiller ,

Nach deiner Beschreibung müsste s doch 99 cm sein

Kommentar von valvaris ,

Nein, weil der Meßpunkt am Start unten ist und am Ende auch.

Antwort
von DerZwiebel, 18

Berechne die Zeit für 1 m und für 1,02 m. Die Differenz aus beiden Zeiten ist die Dunkelzeit.

Nach 1 m erreicht der untere Rand der Kugel die Lichtschranke. Ist dieser Rand 2 cm weiter gefolgen, ist die Kugel aus der Schranke wieder raus.

Antwort
von cg1967, 9

Eine Kugel (d=2cm) durchquert nach 1m Fallstrecke eine Lichtschranke Gesucht ist die Dunkelzeit t. Wie gehe ich vor?

Du fragst deinen Lehrer nach der Dichte des Mediums, durch welches die Kugel fallen soll.

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