Hilfe bei einer Physikaufgabe

Question

a) Wie groß ist der Impuls eines Spatzes mit einer Masse von 30g bei einer Geschwindigkeit von 12 m/s?

b) Wie groß ist sein Impuls 12s später, wenn eine auf den Luftwiderstand zurückzuführende konstante Kraft von 2,0*10 hoch -2 N auf ihn wirkt?

Bitte, erklärt so einfach wie es geht die Aufgabe ?

Was muss ich genau rechnen und mit welcher Formel?

Danke :)

Answer 1

a) Wie groß ist der Impuls eines Spatzes mit einer Masse von 30g bei einer Geschwindigkeit von 12 m/s?

p = m * v0 = ...

Denk beim Berechnen nur an die Einheiten

b) Wie groß ist sein Impuls 12 s später, wenn eine auf den Luftwiderstand zurückzuführende konstante Kraft von 2,0*10 hoch -2 N auf ihn wirkt?

F = m * a --> a = ...

v = a * t + v0 = ...

p = m * v = ...

Comments

Du hast die beiden Geschwindigkeiten addiert.
Luftwiderstand hört sich mehr nach Subtraktion an.
v = v0 - a * t

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Jain. Natürlich hast du recht. Aber der Physiker würde eher die Kraft mit negativen Vorzeichen versehen um anzudeuten, dass die Kraft der Bewegung entgegenwirkt.

Ich würde also lieber sagen

F = - 0.02 N

Und dann ist das so wie ich es aufgeschrieben habe schon richtig.

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Das stimmt natürlich, a wird negativ sein. Allerdings ist oben die allgemeine Gleichung gegeben und da macht man das so, dass man es positiv lässt. Was man im Endeffekt für a einsetzt - ob positiv oder negativ - entscheidet sich dann hinterher. Würde er -a... schreiben, wäre a wiederum positiv und das macht dann ja auch nicht so viel Sinn, dass die Beschleunigung positiv ist.

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Denkt bitte an den Fragesteller.
Grundsatzdiskussionen ob F oder a nun negativ anzusehen
sind dürften eher zur Verwirrung des Fragestellers beitragen.

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In jeder Formelsammlung wirst du nur eine Formel finden. Die von mir genannte und nicht noch eine mit einem minus vor dem a. 

Natürlich sollte der Schüler dann damit auch klar kommen auch wenn da kein Minus explizit davorsteht.

Das gleiche gilt übrigens auch für die Stoßgesetzte oder andere Gesetze.

Kraft, Beschleunigung und Geschwindigkeit sind nun mal eigentlich gerichtete Größen. Und die können durchaus auch negativ sein.

Einzig und allein wenn man mit g = 9.81 m/s^2 rechnet was halt positiv definiert ist sollte man lieber schreiben.

f(x) = - 1/2·g·t^2 + v0·t

Zumindest so lange die Positive y-Achse nach oben weißt. Was aber normal der Fall ist wenn die Erdoberfläche mit y = 0 definiert ist.

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Hoffentlich reden wir jetzt nicht aneinander vorbei.

Die Aufgabe b.) ist mit einem senkrechten Wurf noch oben vergleichbar.

v = v0 - g * t 

Dies dünkt mir die einfachste Schreibweise für den Vorgang.

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Das g darfst du hier ja nicht benutzen, weil es eben kein Wurf nach oben ist. Also das normale a für eine beliebige Beschleunigung.

Und wenn man jetzt die Positive x-Achse in der Richtung definiert wohin der Spatz fliegt, was ja eigentlich auch sinn macht, ist die Kraft die Auf den Spatz wirkt aber in die negative x-Richtung gerichtet. Daher ist die Kraft hier negativ anzusetzen.

Natürlich kann man auch die Kraft positiv ansetzen muss dann aber wissen, das in der Formel dann ein Minus steht. Aber allgemein in die Formel ein Minus schreiben ist unüblich. Wie gesagt in jeder Formelsammlung findest du nur die eine Formel mit dem Plus.

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Die Aufgabe b.) ist mit einem senkrechten Wurf nach oben vergleichbar.

Eine Bewegung wird durch eine Gegenkraft verlangsamt.
Außerdem habe ich bei meiner Antwort nicht g verwendet sondern a.

Genug mit dem Disput.
Dies war mein letzter Beitrag.

An den Fragesteller : konnte dir weitergeholfen werden ?
Konntest du mit den Antworten etwas anfangen ?
Bei Fragen und Unklarheiten wieder melden.

Answer 2

a) Wie groß ist der Impuls eines Spatzes mit einer Masse von
30g bei einer Geschwindigkeit von 12 m/s?

p = m * v
m = 30 gr = 0.03 kg
v = 12 m/s
p = 0.03 kg * 12 m/s = 0.36 kg m/s

b) Wie groß ist sein Impuls 12s später, wenn eine auf den
Luftwiderstand zurückzuführende konstante
Kraft von 2,0*10 hoch -2 N auf ihn wirkt?

F = 2 * 10^{-2} = 0.02 N

F = m * a
0.02 N = 0.03 kg * a
a = 0.666 m/s^2

v = a * t = 0.666 * 12 = 8 m/s
Abgeminderte Geschwindigkeit
v0 - v  = 12 - 8 = 4 m/s
p = 0.03 kg * 4 m/s
p = 0.12 * kg m/s

Comments

Bitte, erklärt so einfach wie es geht die Aufgabe ?

also  Δp = F·Δt  benutzen !