moin,
Um den Kraftstoß zu berechnen, der auf die Scheibe ausgeübt wird, müssen wir zunächst die Fläche der Scheibe berechnen. Da die Scheibe 120 cm breit und 80 cm hoch ist, beträgt die Fläche der Scheibe 120 * 80 = 9600 cm^2.
Da 2000 Hagelkörner pro Sekunde auf die Scheibe prallen und jeder Hagelkorn eine mittlere Masse von 1 g hat, beträgt die Masse, die pro Sekunde auf die Scheibe trifft, 2000 * 1 = 2000 g/s.
Da die Scheibe einen Druck von 80 N/m^2 erfährt, beträgt der Kraftstoß, der auf die Scheibe ausgeübt wird, die Fläche der Scheibe mal den Druck: 9600 cm^2 * 80 N/m^2 = 7672000 N oder 7.672000 kN.
Um die mittlere Geschwindigkeit der Hagelkörner zu berechnen, kann man die Impulserhaltung verwenden. Die Impulserhaltung besagt, dass der Impuls vor und nach einer Kollision gleich ist. Der Impuls ist die Produkt aus Masse und Geschwindigkeit. Da die Masse der Hagelkörner und die Anzahl der Hagelkörner pro Sekunde bekannt ist, kann man die mittlere Geschwindigkeit berechnen, indem man die Impulsänderung durch die Masse teilt:
Δp=FΔt=mΔv
Δp = 7.672000 kN
m = 2000g
Δv = Δp / m = 7.672000 kN / 2000 g = 3.836 m/s
Die Hagelkörner prallen also mit einer mittleren Geschwindigkeit von 3.836 m/s auf die Scheibe.
Gruß
