Frage von Lacrouu, 18

Hilfe bei einer Physik Aufgabe als Klausur Vorbereitung?

Hallo Community,

Ich habe morgen eine entscheidende Physik Arbeit, die sehr wichtig für (wahrscheinlich oder vielleicht die Versetzung) ist. Eine der Aufgaben, die angesagt wurde, in veränderter Form dranzukommen,lautet folgendermaßen:

Ein Skispringer beschleunigt auf einer Sprungschanze aus dem Stand mit 4 m/s^2. Die Anlaufstrecke hat einen Neigungswinkel von 39° zur Horizontalen.

a.

Bestimmen Sie die x- und y- Komponente der Beschleunigung in diesem Abschnitt.

b.

Berechnen Sie die Geschwindigkeit des Springers, nachdem er 20m auf der Schanze zurückgelegt hat. Geben Sie die x- und y-Komponente dieser Geschwindigkeit an.

Soweit so gut; Aufgabe a. habe ich mit dem sinus (39°) und umstellen gelöst, da kam dann x- Komponente: 3,11 m/^2 und bei der y-Komponente: 2,52 m/s^2.

Ich weiß leider nicht, wie ich den Lösungsansatz bei b. angehen soll. Ich weiß nicht, auf welchem anderen Wege ich 1. die x- und y-Komponenten im Bezug auf die Geschwindigkeit ausrechen und 2. die Geschwindigkeit ohne Zeitangabe überhaupt rechnen soll.

Vielen Dank im voraus! LG

Antwort
von Girschdien, 18

Bei a habe ich das gleiche raus.

b) Bestimme zuerst die Zeit, die benötigt wird, um bei der gegebenen Beschleunigung 20m zurück zu legen:

Weg-Zeit-Gesetz: s(t)=a/2 * t² + v0 * t + s0

v0=0 und s0=0 ist durch die Aufgabe gegeben, s(t)=20m, a=4 m/s²

Wenn Du dann die Zeit errechnet hast, kannst Du diese mittels Geschwindigkeit-Zeit-Gesetz (v(t)= a*t +v0) einsetzen und so die Geschwindigkeit zum Zeitpunkt t(20m) errechnen.

Wenn Du dann die Geschwindigkeit auf der Schanze kennst, kannst Du genau wie bei der Beschleunigung die x- und y-Anteile der Geschwindigkeit bestimmen.

Kommentar von KarlMartel ,

schließe mich Girschdien an und nur noch ein kleiner Tipp auch wenns ganz normal ist Aufgaben gut durchlesen und früh ins Bett und mach dir die mühe alle rechen schritte aufzuschreiben und die Formeln dazu :)

Antwort
von fjf100, 9

Es geht hier um Überlagerung von 2 unabhängigen Bewegungen in x und y Richtung.

Diese beiden Bewegungen können getrennt von einander behandelt werden.

a. Zerlegung der Beschleunigung a=4 m/s^2 in ihre Komponeten ax und ay

a ,ax und ay bilden ein "rechtwingliges Dreieck"

a^2= ax^2 +ay^2 und sin(a)=ay/a und cos(a)= ax/ a

ay= sin(39°) * 4 m/s^2=2,517 m/s^2 und

 ax=cos(39°) * 4 m/s^2=3,108 m/s^2

Mit a=4 m/s^2 = Konstant , 2 mal integriert

"Geschwindigkeit -Zeitfunktion" V(t)=a * t + Vo zum Zeitpunkt t=0 ist Vo=0

also V(t)= a * t

Weg-Zeitfunktion" S(t)= 1/2 *a *t^2 +So Zum Zeitpunkt t=0 ist So= 0

Fahrtzeit über die S(t)=20 m ist t=3,1623 s

S(t)= 20 = 1/2 * a * t^2 ergibt t=Wurzel ( 20 m *2/4 m/s^2)=3,1623 s

mir V(t) = a *t für V(x)=ax *t= 3,108 m/s^2 * 3,1623 s=9,828 m/s

y- Richtung  V(y)=ay * t= 2,517 m/s^2 * 3,1623 s=7,959 m/s

Geschwindigkeit - Beschleunigung - Strecke sind Vektoren (gerichtete Größen)

Können also ein "negatives " oder "positives" Vorzeichen haben.

Ergebnis : V(x)=9,828 m/s in positiver Richtung

                     V(y)= - 7,959 m/s in "negativer" y-Richtung

resultierende Geschwindigkeit V= Wurzel (V(x)^2 + V(y)^2)

V=Wurzel( 9,828^2 +7,959^2=12,646 m/s

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