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

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6 Antworten

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.

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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.

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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.

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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.

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Kommentar von lateinchiller
29.11.2016, 15:23

Nach deiner Beschreibung müsste s doch 99 cm sein

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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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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.

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