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Aufgabe:

Folgender Aufgabe soll gerechnet werden. Der Lösungsweg ist auch dabei. Ich möchte die Aufgabe allerdings verstehen.

Mein Problem ist, dass ich nicht genau verstehe wieso die Kräfte aber auch die Geschwindigkeit in x und y aufgeteilt werden.

Welchen Denkfehler habe ich bei meinem Weg, da mein ergebnis ja offensichtlich falsch ist. IMG_9217.jpeg

Text erkannt:

2.2 Schiefer Wurf ohne Luftwiderstand

Aufgabe 2.2.1
Eine Kugel wird mit einer Anfangsgeschwindigkeit \( \mathrm{v}_{0} \) unter einem Winkel \( \alpha_{0} \) losgelassen.
Der Luftwiderstand sei vernachlässigbar.
a) Skizzieren Sie \( a_{x}(t), v_{x}(t), x(t), a_{y}(t), v_{y}(t) \) und \( y(t) \) qualitativ.
b) Bestimmen Sie:
- die Wurfhöhe \( y_{1} \)
- die Wurfweite \( x_{2} \)
- den Auftreffininkel \( \alpha_{2} \).

Gegeben: \( v_{0}=3 \frac{m}{s} \quad \alpha_{0}=20^{\circ} \quad y_{0}=2 m \quad g=9,81 \frac{m}{s^{2}} \)

IMG_9218.jpeg

Text erkannt:

(I):
\( \begin{array}{l} v_{x_{1}}=v_{x_{0}} \\ v_{y_{1}}=-g\left(t_{1}-t_{t_{0}}\right)+v_{y_{0}} \\ x_{1}=v_{x_{0}}\left(t_{1}-t_{0}\right)+x_{0} \\ y_{1}=-\frac{1}{2} y\left(t_{1}-t_{0}\right)_{0}^{2}+v_{y_{0}}\left(t_{1}-t_{0}\right)+y_{0} \end{array} \)
\( \begin{array}{l} \text { in (4) } \Rightarrow y_{1}=-\frac{1}{2} g\left(\frac{v_{r_{0}}}{g}\right)^{2}+v_{y_{0}} \frac{v_{y_{0}}}{g}+y_{0} \\ =\frac{1}{2} \frac{v_{y_{0}}}{}{ }^{2}+y_{0}=2,05 \mathrm{~m}=y_{1} \end{array} \)
(man hätte auch den Zahlenwart für \( t_{1} \) direld einsetren können)

Altomativer Lösungowog direkt mit Formelscommenny: allsemein: \( v(t)^{2}=2 \alpha_{0}\left(s-s_{0}\right)+v_{0}^{2} \)
hier: \( \quad v_{y_{1}}{ }^{2}=-2 g\left(y_{1}-y_{0}\right)+v_{y_{0}}{ }^{2} \)
mit \( v_{y_{1}}=0 \) arjibd sich wiederum: \( y_{1}=\frac{1}{2} \frac{v_{y_{0}}^{2}}{y}+y_{0}=2,05 \mathrm{~m} \)

IMG_9219.jpeg

Text erkannt:

b) Wurfhöne \( y_{1} \) :
\( \begin{array}{l} v(t)=a_{0} \cdot\left(t_{1}-t_{0}\right)+v_{1} \\ s(t)=\frac{1}{2} a_{0}\left(t_{1}-t_{0}\right)^{2}+v_{0} \cdot\left(t_{1}-t_{0}\right)+s_{0} \end{array} \)
hier: \( a_{0}=-g, v_{1}=0 \)
(1) ta
\( \begin{aligned} v_{1} & =g \cdot t_{1}+v_{0} \\ v_{1}-v_{0} & =g t_{1} \quad 1: g \\ 0-\frac{v_{1}-v_{0}}{-g} & =t_{1} \\ \frac{-v_{0}}{-g} & =t_{1} \\ t_{1} & =0,31 \mathrm{~s} \end{aligned} \)

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Mein Problem ist, dass ich nicht genau verstehe wieso die Kräfte aber auch die Geschwindigkeit in x und y aufgeteilt werden.

Zur leichteren Berechnung betrachtet man den schiefen Wurf aus sich 2 überlagernden Bewegungen.

In x-Richtung hast du eine "geradlinig gleichförmige Bewegung".
In y-Richtung hast du eine "gleichmäßig beschleunigte Bewegung".

Daher rührt auch dein Fehler das du v0 nicht in eine x und eine y-Komponente aufteilst.

Damit kannst du direkt die Funktionen notieren, die du skizzieren und mit denen du rechnen musst.

ax(t) = 0
ay(t) = -9.81

vx(t) = 3·COS(20°)
vy(t) = 3·SIN(20°) - 9.81·t

x(t) = 3·COS(20°)·t
y(t) = 2 + 3·SIN(20°)·t - 1/2·9.81·t^2

Kannst du jetzt die Funktionen skizzieren oder skizzieren lassen?

b)

vy(t) = 3·SIN(20°) - 9.81·t = 0 --> t = 0.1046 s
y(0.1046) = 2.054 m

y(t) = 2 + 3·SIN(20°)·t - 1/2·9.81·t^2 = 0 --> t = 0.7517 s
x(0.7517) = 2.119 m

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