Physik Geschwindigkeiten

Wissenschaft Physik
#1

Ein Hochstrahlbrunnen sendet seinen Wasserstrahl 30m hoch.Beachten Sie die Aufgabe unter Idealbedingung.

a) Mit welcher Geschwindigkeit kommt das Wasser am höchsten Punkt an?

b) Mit welcher Geschwindigkeit verlässt das Wasser unten die Düse?

c) Mit welcher Geschwindigkeit kommt das wasser von Oben wieder unten an ?

Also hier ist mein Lösungsansatz:

geg: h=30m
g=9,81m/s² ges :v

Ekin=1/2m*v²
Epot=m*g*h

Ekin=Epot
1/2*m*v²=m*9,81m/s²*30m
v²=1/2*9,81m/s²*30
v²=147,15m²/s²
v=12,1m/s /3,6 = 3,36km/h

b) v²=1/2*9,81m/s²*0m
c)
ab hier hab ich kein plan mehr. Wenn mir einer helfen könnte. Danke! Mfg

#2

Simpler Versuch nach dem Biergarten …

a) 0 km/h ( sonst würde es ja weiter steigen …)
b) und auch c) (mit anderem Vorzeichen und unter Vernachlässigung von Luftwiderstand und Oberflächenspannung) s = 1/2 a t^2 --> t = sqrt(2s/a)
v = a*t = a * sqrt(2s/a)

Gruss

#3

Hallo,

Ein Hochstrahlbrunnen sendet seinen Wasserstrahl 30m
hoch.Beachten Sie die Aufgabe unter Idealbedingung.

a) Mit welcher Geschwindigkeit kommt das Wasser am höchsten
Punkt an?

Na 0 m/s, nach genauerem Nachdenken kannst du es dir bestimmt selbst erklären.

Also hier ist mein Lösungsansatz:

geg: h=30m
g=9,81m/s² ges :v

Ekin=1/2m*v²
Epot=m*g*h

Ekin=Epot
1/2*m*v²=m*9,81m/s²*30m
v²=1/2*9,81m/s²*30
v²=147,15m²/s²
v=12,1m/s /3,6 = 3,36km/h

Zum Teil richtig, das dürfte jedoch die Anfangs- und Endgeschwindigkeit sein.

Viele Grüße

Sawyer

#4

Ekin=1/2m*v²
Epot=m*g*h

Ekin=Epot

Hier wäre interessant zu wissen, zu welchem Zeitpunkt du Ekin betrachtest. Wenn Ekin am höchsten Punkt gemeint ist: Wieso kannst du die Energien gleichsetzen?

1/2*m*v²=m*9,81m/s²*30m

1/2mv² = mgh

v²=1/2*9,81m/s²*30

v² = 2gh

v²=147,15m²/s²
v=12,1m/s /3,6 = 3,36km/h

Das /3,6 ist in jedem Fall falsch. Einerseits, weil es nicht in der Gleichung stehen darf (jedenfalls nicht ohne Einheit) und außerdem musst du - um von m/s auf km/h zu kommen - mit 3,6 multiplizieren.

b) v²=1/2*9,81m/s²*0m

Also ist die Anfangsgeschwindigkeit 0?
Du bräuchtest die Gesamtenergie, die das Wasser am Hochpunkt hat und die kannst du mit Ekin zu Start gleichsetzen.
Wenn das Wasser senkrecht nach oben geschossen wird, ist die Geschwindigkeit ganz oben auf jeden Fall 0, d.h. das Wasser hat dort ausschließlich potentielle Energie.
D.h.
v0² = 2g*30m

c)
ab hier hab ich kein plan mehr. Wenn mir einer helfen könnte.

Hier ist der gleiche Ansatz wie in b) zu verwenden.

mfg,
Ché Netzer

#5

Hossa :smile:

Ein Hochstrahlbrunnen sendet seinen Wasserstrahl 30m
hoch.Beachten Sie die Aufgabe unter Idealbedingung.

a) Mit welcher Geschwindigkeit kommt das Wasser am höchsten
Punkt an?

Am höchsten Punkt hast du eine Geschwindigkeitsumkehr. Es findet der Übergang vom Aufstieg zum Runterfallen statt. Also muss die Geschwindigkeit am höchsten Punkt gleich 0 sein.

b) Mit welcher Geschwindigkeit verlässt das Wasser unten die
Düse?

c) Mit welcher Geschwindigkeit kommt das wasser von Oben
wieder unten an ?

Die beiden Geschwindigkeiten müssen natürlich gleich sein, wenn man von den Reibungsverlusten absieht. Zur Berechnung überlegt man sich, dass die Tropfen beim Runterfallen vom höchsten Punkt der Erdbeschleunigung g unterliegen. Das Weg-Zeit-Gesetz sagt uns, welchen Weg s sie dabei nach der Zeit t zurückgelegt haben:

s=\frac{1}{2},g,t^2

Da wir die Zeit t nicht kennen und stattdessen die Geschwindigkeit v haben wollen, multiplizieren wir beide Seiten der Formel mit der Erdbeschleunigung g:

s,g=\frac{1}{2},(g,t)^2

Da die Geschwindigkeit beim Fallen gerade v=g*t ist, steht rechts das Quadrat der Geschwindigkeit v:

s,g=\frac{1}{2},v^2

v=\sqrt{2gs}

v=\sqrt{2\cdot9.81,\text{m/s}^2\cdot30,\text{m}}

v\approx24.3,\text{m/s}\approx87.3,\text{km/h}

Viele Grüße

Hasenfuß

#6

Hallo!

Die Fragen a und c sind wohl Scherzfragen.

Grüße

Andreas

#7

Naja, ich würde sagen, dass a) eine Art Vorbereitungsaufgabe ist, damit man b) über die Energien lösen kann. Und c) könnte man als Verständnisfrage auffassen…

mfg,
Ché Netzer