Frage von KV231200, 69

Wie berechnet man die Kraft eines Pfeils?

Gegeben: m =0,03 kg; v =39 m/s

Gesucht: F in kg; a

Lösung: a= v/t

a =39/1

a =39 m/s²

F =m*a

F =0,03 kg * 39 m/s²

F = 1,17N = 0,117kg

so hätte ich das gerechnet! es ist aber doch völlig unlogisch das dieser Pfeil mit nur 117 g aufschlägt. Mal abgesehen davon, dass der Pfeil nicht beschleunigt, sonder nur langsamer wird und dass er beim Aufprall nicht seine ganze Energie auf das Ziel entlädt. Wie rechnet man das sonst? Den Druck kann man ja nur in Pascal bzw. Bar ausrechnen, da ist mir nicht viel geholfen, wenn ich es in kg wissen will.

Antwort
von Wechselfreund, 40

Du hast hier die Kraft berechenet, die man brauchen würde, um einen Pfeil in 1s auf die Geschwindigkeit 39 m/s zu bringen. Beim Auftreffen wird er sicher in einer kürzeren Zeit heruntergebremst. Damit ist a größer und F größer.

Antwort
von justtrying, 39

Grundsätzlich betrachtet man hier die gesamte kinetische Energieübertragung vom Pfeil ins Ziel.

Die Sache ist die, du schreibst, dass folgende Angaben gemacht wurden:

Gegeben: m(Pfeil) = 0,03 kg; v(Pfeil) = 39 m/s
Gesucht: F(Pfeil); a(Pfeil)

F = m*a

Na klar sofort ersichtlich, dass erst einmal die Beschleunigung a gebraucht ist.

a = v/t

Informationen über die Zeit t in dem der Pfeil die Geschwindigkeit von 39 m/s erreicht, ist nicht gegeben. Du bist davon ausgegangen, es wäre t = 1s.

Dann wäre

a = 39 m/s / 1 s = 39 m/s²

Und damit

F = 0,03 kg * 39 m/s² = 1,17 N

Damit beschreibt im Falle t = 1 s für die Beschleunigung die Kraft F = 1,17 N jene Kraft, die während der Beschleunigung pro Sekunde auf den Pfeil gewirkt haben. Im Falle dessen, dass während des Flugzeitraums keine energetischen Verluste des Pfeils auftreten (d.h. v = konst.), trifft der Pfeil mit einer Kraft von 1,17 N auf das Ziel auf.

Das entspricht der Gewichtskraft von 1,17 kg Masse, die in der Ruhe auf eine Oberfläche wirken.

Kommentar von KV231200 ,

1N entspricht doch 100g und nicht 1kg. Deshalb ja auch 1,17 N = 0,117g. Außerdem beschleunigt der Pfeil ja nur so lange, wie er in Kontakt mit dem Bogen ist. Danach bleibt in meinem Beispielt die Geschwindigkeit konstant. Das entspricht ja etwa 1 Sekunde.

Kommentar von justtrying ,

Gewichtskraft ist definiert als

F = m * g

Hier wäre dies für die Masse m:

m = F/g = 1,17 N / 9,81 m/s² = 0,119 kg

War wohl ein Denkfehler bei mir.

Es sei noch gesagt, dass die Annahme von t = 1 s für die Beschleunigung bei solchen Aufgaben notiert werden muss.

"Unter der Annahme, dass der Beschleunigungsvorgang 1 s gebraucht hat, folgt ..."

Kommentar von KV231200 ,

aber das sind niemals nur 0,117kg. irgendwas stimmt da nicht

Keine passende Antwort gefunden?

Fragen Sie die Community

Weitere Fragen mit Antworten