Frage von SkullCollector, 83

Physik 1 - Anfangsgeschwindigkeit einer Punktmasse bei Kollision mit Pendel?

Hallo,

Erstsemester Physik hier. Ich habe gerade Schwierigkeiten mich in eine Aufgabe reinzudenken und verzweifle daher am Lösungsweg. Hier also die Aufgabenstellung:

Schaukel 

Ein M = 40 kg schweres Kind sitzt auf einer nicht ausgelenkten Schaukel der Länge l = 2,5 m und ruft seinen Hund Bello. Der Hund mit der Masse m = 10 kg läuft auf das Kind zu, springt ihm mit der Geschwindigkeit v0 horizontal in die Arme und wird vom Kind festgehalten.Berechnen Sie v0, wenn die Schaukel maximal um einen Winkel von α = 15° aus der Vertikalen ausgelenkt wird. (Vernachlässigen Sie die Masse der Schaukel und nehmen Sie die beteiligten Massen als punktförmig an.)

Entweder ist die Aufgabe schwieriger als sie aussieht oder ich habe seit drei Tagen Flaute im Kopf. Bisher habe ich die Schaukel als Fadenpendel und das Kind darauf als Pendelmasse angenommen (da es sich ja nicht bewegt und niemand etwas von Reibung auf der Sitzfläche gesagt hat). Wie errechne ich nun aus den gegebenen Daten (insbesondere der Auslenkung) die Kraft, die Bello auf das Kind auswirkt? Von da aus kann man ja recht einfach mit Umstellung der Energieerhaltung die Geschwindigkeit herausfinden. (Oder?)

Jeden Stupser in die richtige Richtung würde ich sehr schätzen.

Cheers.

Expertenantwort
von stekum, Community-Experte für Physik, 83

Unelastischer Stoß: mv₀ = (M + m)v. Dann steigt die Schaukel auf die Höhe h
mit mgh = ½mv² und es gilt cosα = (L - h)/L.

Kommentar von SkullCollector ,

Ah, auch gut. Laut Skript kommt das in der nächsten Vorlesung.

Danke dir.

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