Notwendige Energie beim Fallwinkel berechnen

Wissenschaft Physik
#1

Hallo liebes Forum,

leider liegen meine Physik- und Matheübungen schon ein paar Jahrzehnte zurück und ich stehe gerade vor einer Aufgabe, die ich leider nicht berechnen kann…

Person A steht im 5 Stock am Fenster, das Handy in der Hand. Person B kommt von hinten und umarmt Person A überschwänglich. Dabei „flutscht“ das Handy aus der Hand und fällt in die Tiefe. Dort befindet sich, im Abstand von ca. 5m ein gepflasterter Weg, wo das gute Stück aufschlägt und in 1.000 Teile zerbricht (ein Dankeschön an die Glashandys!). Nun hält es die Versicherung ausgeschlossen, dass das Handy so weit fliegen kann, ohne dass man es schmeisst.

Nun die Frage: bei einer angenommenen Höhe von 15m (5 Stockwerke, á 3m), der Distanz des Gehwegs von 5m (gemessen ab Hauswand) - wie viel Energie muss man einem Handy (Gewicht ~200g) mit auf den Weg geben, damit es die Distanz überwindet und dort aufschläge?!

Vorab schon mal ganz lieben Dank und einen schönen Abend noch.

#2

Generell könnte man eine Skizze aufsetzen und damit versuchen alle Kräfte zu identifizieren, die für Bewegung(en) (oder Bremsvorgänge) sorgen: Schwerkraft, Anschubkraft aus 15 Meter Höhe, Winkel zw. Weg und Aufschlagspunkt des Handys, Gewicht, Luftwiderstand,…

#3

Das hatte ich befürchtet, dass die unterschiedlichen Parameter eine Rolle spielen. Selbst beim Dreisatz wöre ich vmtl. raus :sweat_smile: aber, der Einfachheit halber: gehen wir gerne von einem luftleeren Raum aus. Hierbei müsste dann „nur“ noch die vertikale Kraft auf das Handy berechnet werden, um es auf der diagonalen Strecke von oben, Balkon bis unten Weg zu bewegen. Sprich: muss ich es mit 30 Kg schmeißen oder reichen schon 5 Kg Vertikalkraft?!

#4

hi,

nicht so schwer machen, es gibt mittlerweile für fast alles online Rechner.

Wenn wir annehmen, dass wir gerade ‚werfen‘, es also aus der Hand rutscht.
Jemand ankommt und somit Energie überträgt und die 15m als gegeben sehen:

Bei 5km/h: 2,43 m Wurfweite
bei 10 km/h: 4,87 m Wurfweite
ab etwas mehr als 10km/h Abwurfgeschwindigkeit erreicht das Objekt die 5 Meter.

Je nach dem, wie gut es segeln konnte, auch weniger.

grüße
lipi

#5

Fallzeit des Objektes ist
t = √ (2·15/9,81) s = 1,75 s
Horizontalgeschwindigkeit: 5/1,75 m/s = 2,86 m/s = 9,36 km/h
kin. Energie = 1/2 m v² = 1/2·0,2·8,18 Joule = 0,818 Joule = 0,818 Nm

#6

Hallo,
wäre ich Versicherung, würde ich das auch anzweifeln.
Da müsste schon eine sehr stürmische Umarmung stattgefunden haben, und das am offenen Fenster?
Abgesehen davon, können die aerodynamischen Eigenschaften sehr wohl eine große Rolle spielen.

Ich glaube nicht, dass die Hersteller die Geräte auf optimale Flug- und Landeigenschaften konzipiert haben. Hättest du dir ein 3cm dickes Handy mit fest verbauter Stoßschutzhülle gekauft?

#7

Hallo!

Ich finde es schwierig, sich die hier genannten Zahlen greifbar vorzustellen. Vielleicht hilft da ein kleines Experiment:
Wenn man mitten im Zimmer einen Gegenstand aus 1m Höhe grade nach vorne wirft, und dieser in etwa 1,30m Entfernung auf den Fußboden auftrifft, dann würde er, am Fenster in 15m Höhe geworfen, in 5m Entfernung landen.

Wenn ich das mal nachstelle, dann schaffe ich das auch locker dem Handgelenk, aber es ist schon deutlich mehr, als ein „aus der Hand flutschen“.

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#8

Hallo,

könnte es nicht sein, dass das Ding im Fallen auf einer darunterliegenden Balkonbrüstung aufgeschlagen ist und dadurch einen Drall bekommen hat?
So wie hier zB.:

Viele Grüße