die Geschwindigkeit einer Gewehrkugel

Question

Um die Geschwindigkeit einer Gewehrkugel (Masse m = 10 g) zu bestimmen, wird sie genau horizontal in
einen Holzklotz der Masse M = 5,0 kg geschossen, der an einem L = 1,0 m langen Faden aufgehängt ist und
so ein Pendel bildet, das sich anfänglich in Ruhe befindet. Nach dem Schuss wird das Pendel um den Winkel
α = 4,5° aus der Vertikalen ausgelenkt. Wie schnell war die Gewehrkugel? Fertigen Sie zunächst eine Skizze
an!

Hallo Leute,

ich hätte eure Hilfe gebraucht. Ich habe erst mal versucht, durch die Impulserheltung hinzukriegen und dann duch die Energierhaltung. Aber irgendwie klappt es gar nicht.

Danke

Answer 1

Siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Ballistisches_Pendel

Answer 2

Nullniveau der Potentiellen Energie auf Höhe des hängenden Pendels.

1/2*m_Kugel*v_0^2 = (m_Kugel+m_Block)*g*l*(1-cos(a)

Zeitpunkt 1: nur kinetische Energie der Kugel

Zeitpunkt 2: keine Bewegung, nur Potentielle Energie von Kugel und Block

Die Höhe zum Zeitpunkt 2:

h= l - l*cos(a) = l*(1-cos(a), wird durch eine Skizze deutlich.

1/2*m_Kugel*v_0^2 = (m_Kugel+m_Block)*g*l*(1-cos(a)

v_0= sqrt( 2*M/m*g*l*(1-cos(a)) )

M=Masse Klotz+Kugel

m=Masse Kugel