Kann mir jemand bei dieser Aufgabe helfen?
Ich studiere und ein Semester lang habe ich leider Physik. Ich versuche wirklich, alles gut zu verstehen, aber diese Aufgabe kapiere ich überhaupt nicht.
Ich habe bestimmt anderthalb Stunden versucht, mir die richtige Formel rauszusuchen oder an Winkelfunktionen gedacht, aber konnte keinen Gedanken richtig zuendedenken. Meine Stärken liegen eher in der Chemie.
3 Antworten
Hallo,
die horizontale Geschwindigkeit von 3m/s bleibt konstant, wenn man den Luftwiderstand nicht berücksichtigt.
Die Vertikalgeschwindigkeit ist zu Beginn Null, weil der Ball gegen die Horizontale im Winkel von 0 Grad gekickt wird.
Nach unten wirkt allerdings die Gravitationskraft, die den Ball mit 9,81 m/s² beschleunigt.
Die Preisfrage lautet nun:
Wie lange braucht der Ball im freien Fall, um 25 m tiefer aufzuschlagen?
Dazu kannst Du die Formel s=0,5gt² mit g=9,81 m/s² und t gleich Zeit in Sekunden bis zum Aufschlag nach t umstellen, da s=25 m ja gegeben ist:
t²=2s/g, also 50/9,81 Sekunden zum Quadrat.
t ist daraus die Wurzel, also Wurzel (50/9,81) Sekunden, etwa 2,26.
Das ist die Zeit, in der sich der Ball in der Luft hält und mit 3 m/s in horizontaler Richtung weiterfliegt.
Entfernung vom Turm in waagerechter Richtung daher 3*2,26 m=6,78 m.
Für den Winkel kannst Du eine quadratische Funktion des Schemas
f(s)=25-as² aufstellen mit Nullstelle (6,78|0). Dabei ist s die zurückgelegte waagerechte Entfernung vom Turm und f(s) die jeweilige Höhe über dem Erdboden. Diese Nullstelle setzt Du in die Gleichung ein, bestimmst so die Unbekannte a.
Anschließend ableiten, s=6,78 in die Ableitung einsetzen.
Das Ergebnis ist der Tangens des Aufschlagwinkels gegenüber der Horizontalen.
Herzliche Grüße,
Willy
Du studierst? Das ist keine Aufgabe für ein Studium, sondern höchstens 10. Klasse oder Oberstufe Grundkurs Physik.
Wie kommst du auf die Formel in b? Du schreibst doch selbst es geht um freien Fall. Hier liegt eine überlagerte Geschwindigkeit vor. Die horizontale Geschwindigkeit beträgt die gesamte Fallzeit über 3m/s, die vertikale Geschwindigkeit steigt gemäß der Zeit-Geschwindigkeitsformel der beschleunigten Bewegung
Für die e) stelle die Koordinate zum Zeitpunkt t als Funktion y = f(t) dar (das ergibt wie bereits in der Zeichnung angedeutet eine Parabel). Berechne die Steigung der Parabel im Nullpunkt und verwende dann die Winkelfunktionen geeignet.
Bei meinem Infostudium dache ich zunächst ich versuche es mit Nebenfach Physik. Nach vier Vorlesungen, etwa 30 Seiten Mitschrieb von denen ich etwa 5 verstanden hatte und einer Einführung in partielle Ableitungen bevor wir die in Analysis II hatten habe ich mich für Nebenfach Mathematik als die einfachere Wahl entschieden :-) (und dann nach dem Vordiplom gleich ganz die Fachrichtung gewechselt). Also können auch Physik Nebenfachvorlesungen ziemlich komplex sein.
Ich studiere Pharmazie. Ich weiß, ich hätte in der Schule besser aufpassen sollen, aber ich habe nicht gewusst, dass Physik Teil des ersten Semesters ist.
Falls es dich beruhigt, die anderen Fächer verstehe ich top.
Um ehrlich zu sein: Ich hatte auch Physik in der Schule und hätte diese Aufgabe nicht lösen können, wenn ich mich nicht auch später ein wenig weiter mit diesem Stoff beschäftigt oder ihn vielmehr noch einmal neu gelernt hätte (interessehalber, bin in Pension).
Betrachte die beiden Geschwindigkeiten unabhängig voneinander.
In x-Richtung bleibt die Geschwindigkeit konstant beim angegebenen Wert.
In y-Richtung nimmt die Geschwindigkeit wie beim freien Fall zu.
Der Winkel ergibt sich aus dem Verhältnis der beiden Geschwindigkeiten und einer passenden Winkelfunktion.
Naja, es handelt sich anscheinend um kein Physikstudium, sondern um ein Studium, in dem ein Physikmodul vorkommt, vielleicht irgendetwas auf Lehramt oder so. Andererseits hast Du schon recht: Eine solche Aufgabe ist eigentlich Schulstoff und längst nicht Uniniveau.