Frage von metalhead998, 19

Wie rechnet man diese Aufgabe mit der Impulserhaltung aus?

Hallo,

wenn man mit einer Gewehrkugel schießt auf einen Sandsack an einem Seil und sich dieser danach bewegt, was muss man da machen, wenn man u ausrechnen will und man die Geschwindigkeit der Kugel sowie die Massen von Kugel und Sandsack hat? Was muss man anders machen, wenn die Kugel stecken bleibt oder durchgeht?

Vielen Dank im Voraus.

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 4

ΔU ist die Differenz der kinetischen Energien vor und nach dem Stoß.

Die kinetische Energie vor dem Stoß steckt in der Gewehrkugel und lässt sich mit Ekin_1 = mk/2 * vk^2 leicht ausrechnen.

Zunächst der Fall, dass die Kugel stecken bleibt:
Nun befindet sich die ganze kinetische Energie nach dem Stoß im Sandsack+ Kugel.
Ekin_2 = (ms + mk)/2 * vs^2
Die Geschw. des Sandsackes vs haben wir nicht gemessen, können sie aber über den Energieerhaltungssatz ausrechnen.

Es gilt:
Ekin = Epot

Epot ist die potentielle Energie des Sandsackes + Kugel bei der stärksten Auslenkung. Dazu muss man aus der Auslenkung und der Seillänge + halbe Länge des Sandsackes die Anhebung des Schwerpunktes trigonometrisch ausrechnen.
Epot = (ms + mk) * g * h
Epot = Ekin_2 = (ms + mk) * g * h

Mit ΔU = Ekin_1 - Epot
folgt:
ΔU = mk/2 * vk^2 - (ms + mk) * g * h

Wenn die Kugel durchfliegt, muss man das ganze etwas erweitern.
Dann ist Ekin_2 = Epot + Ekin_Kugel

Ekin_Kugel = mk/2 *vk_2^2
mit vk_2 = Geschw. der Kugel nach dem Austritt aus dem Sandsack.

Antwort
von Wechselfreund, 3

Hier nachsehen

http://www.leifiphysik.de/mechanik/erhaltungssatze-und-stosse/aufgaben#lightbox=...

Antwort
von Havenari, 7

Im Fall der stecken bleibenden Kugel hast du eine sehr einfache Gleichung, die du nach v_Sandsack auflösen musst.

Im Fall der durchgehenden Kugel hast du noch einen zusätzlichen Term.

Expertenantwort
von fjf100, Community-Experte für Mathe, 3

siehe Physik-Formelbuch,was du dir privat in jeden Buchladen kaufen kannst..Da stehen die Formeln für die einzelnen Fälle drin.

Meistens ist es der "vollkommene Plastische/zentrale Stoß"

zentraler Stoß . Die Stoßrichtung geht durch den Massenschwerpunkt der Körper.

Plastische Stoß : Beide Körper bilden nach den Stoß eine gemeinsame Masse m= m1+m2

Das ist hier mit den Sandsack und der Kugel der Fall

pvor : Impuls vor den Stoß pvor= mk * vk hier ist k die Kugel

pnach=(mk+ms) * v nach den Stoß hier ist ms die Masse des Sandsacks

also pvor=pnach ergibt mk * vk=(mk+ms) * v

v=mk * vk/(mk+ms)

Antwort
von metalhead998, 4

Also man hat noch die Grad, wie weit sich der Sack auslenkt und die Länge vom Seil.

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