Hi,
kurz eine kleine Einleitung zu meinem Problem: Wir haben über das Wochenende eine Hausaufgabe in Physik aufbekommen die ich verzweifelt versuche zu lösen, aber leider nicht voran komme. Es handelt sich hierbei um 2 von 4 Aufgaben die mir Kopfzerbrechen bereiten…
Ich bin in Physik leider keine besonders große Leuchte, weshalb ich hoffe dass mir hier jemand helfen kann. Ich will auch gar kein fertig hingeklatschtes Ergebnis, sondern viel lieber wäre es mir, wenn mir jemand den Rechenvorgang zum Ergebnis erläutern könnte.
Ich wäre für Hilfe wirklich sehr dankbar!
Aufgabe 1)
Ein Snowboarder (Fg = 730 N) fährt auf seinem Board 150m einen Hang mit 40% Gefälle hinunter. Im tiefsten Punkt angekommen, fährt er sofort wieder den gleich geneigten Gegenhang hinauf.
Während der genannten Bewegung wirkt eine Reibungskraft von 0,01.
a) Welche Geschwindigkeit hat der Boarder, wenn er auf der aufwärts gerichteten Bahn 50m zurückgelegt hat ?
b) Wie weit gleitet der Boarder nach oben ?
Aufgabe 2)
a) Bestimmen Sie den Abstand einer Sonde, die die Venus umkreist und von einem Beobachter auf der Vernus als stillstehend wahrgenommen werden würde.
Venustag = 243 Tage
Masse Venus = 4,87 * 10^24
Abstand Sonne = 108 * 10^6 km
b) Eine geostationäre Sonde hat einen Abstand von ca. 42.000km.
Erklären Sie die Differenz zu a)
Während der genannten Bewegung wirkt eine Reibungskraft von
0,01.
Hallo, Sascha,
IMHO ist die Reibungskraft mit 0,01 eine falsche Angabe. Welche Dimension hätte die Kraft denn?
Meinst Du einen Reibungskoeffizienten von 0,01? Der ist dimensionslos.
Dann wäre die Aufgabe 1 relativ leicht zu lösen.
Gruß:
Manni
sondern viel
lieber wäre es mir, wenn mir jemand den Rechenvorgang zum
Ergebnis erläutern könnte.
Aufgabe 1)
Ein Snowboarder (Fg = 730 N) fährt auf seinem Board 150m einen
Hang mit 40% Gefälle hinunter. Im tiefsten Punkt angekommen,
fährt er sofort wieder den gleich geneigten Gegenhang hinauf.
Während der genannten Bewegung wirkt eine Reibungskraft von
0,01.
a) Welche Geschwindigkeit hat der Boarder, wenn er auf der
aufwärts gerichteten Bahn 50m zurückgelegt hat ?
b) Wie weit gleitet der Boarder nach oben ?
Hallo, Sascha,
eine Aufgabe aus der „schiefen Ebene“.
40% Gefälle heißt: 40m vertikal auf 100m horizontal = 40/100= o,4 = tan alpha. Alpha = 21,8 Grad Gefälle/Steigung für den Hang.
Hangabwärts:
Auf den Skifahrer wirken folgende Kräfte:
H= Hangabtriebskraft. W= Widerstandskraft= Normalkraft *my (wenn my der Reibungskoeffizient ist) und die Massenkraft m*b. Alle Kräfte wirken parallel zum Hang. H-W = m*b. my= 0,01 angenommen.
Beschleunigung: babw.=g(sin alpha - my*cos alpha). g= 9.81 m/s².
Das Gewicht des Skifahrers ist ohne Belang. Die Masse fällt aus der Rechnung heraus.
Bei der Fahrt hangaufwärts wirken der Hangabtrieb und W in dieselbe Richtung! H+W = m*b
baufw.=g(sin alpha + my*cos alpha)
bab = 3,605 (m/s²)
bauf = 3,682 (m/s²)
Endgeschwindigkeit: vab= Wurzel aus (2*bab*s). S= Gleitstrecke = 150 m.
Vab = 32,887 (m/s).
Mit dieser Geschwindigkeit fährt der Skifahrer jetzt als Anfangsgeschwindigkeit bergauf. Vauf (m/s).
Er kommt zum Stillstand, wenn seine Anfangsgeschwindigkeit nach X Metern durch H+W aufgezehrt ist.
Vauf = Wurzel aus (2*bauf*X). Das ist nach 146,87 m der Fall.
Welche Geschwindigkeit nach 50 m?
V50 = vauf - Wurzel aus (2*bauf*50).
Nach meiner Rechnung beträgt v50 = 13,70 (m/s).
Ich hoffe, daß mir keine Rechen- oder Überlegungsfehler unterlaufen sind.
Gruß:
Manni
Hi Manni,
zuerst einmal möchte ich Dir vielmals für deine Hilfe danken. Ich bin gerade dabei deine Antwort Stück für Stück nach zu vollziehen 
Muss gestehen dass mir beim abtippen ein Fehler unterlaufen ist. Es ist tatsächlich der Koeffizient mit 0,01 angegeben und keine Reibungskraft…
Kannst Du mir bei der 2. Aufgabe auch noch helfen oder ist das nicht so dein Fachgebiet ?
Viele Grüße
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Kannst Du mir bei der 2. Aufgabe auch noch helfen oder ist das
nicht so dein Fachgebiet ?
Hallo, Sascha,
falls Du zur 1. Aufgabe Fragen hast oder Erläuterungen brauchst…nur zu. Ich scanne auch gern Skizzen ein und maile sie Dir, falls Du es wünscht.
Zur 2. Aufgabe:
Mir fehlen natürlich Deine Kenntnisse aus den Vorlesungen .
Gibt es noch Infos zur Venus? Ich nehme an, daß Du dich mit den Venustagen vertippt hast. Ein Venus- Jahr hat …Tage.
Hast Du noch Angaben, wie viele Stunden die V. für eine Umdrehung braucht?
Warum muß man den Abstand zur Sonne wissen, oder ist diese Angabe nur zur Verwirrung gedacht? Bitte soviele Erläuterungen wie möglich. Diese Aufgabe reizt mich.
Gruß:
Manni
Aufgabe 2)
a) Bestimmen Sie den Abstand einer Sonde, die die Venus
umkreist und von einem Beobachter auf der Vernus als
stillstehend wahrgenommen werden würde.
Venustag = 243 Tage
Masse Venus = 4,87 * 10^24
Abstand Sonne = 108 * 10^6 km
b) Eine geostationäre Sonde hat einen Abstand von ca.
42.000km.
Erklären Sie die Differenz zu a)
Hallo, sascha,
leider sind Deine o.g. Angaben etwas unpräzise:
1 Venustag entspricht 243 Erdtagen.
Eine geostationäre Sonde a u f d e r E r d e hat einen Abstand von ca. 42.000 km zum Erdmittelpunkt.
Die Angabe der Gravitationskonstante fehlt. Die Konstante hat einen Wert von 6,674*10^-11 m³/kgs².
a) Der Radius einer geostationären Umlaufbahn einer Venussonde errechnet sich aus:
r = 3.Wurzel aus ( (G*M*t²)/(4pi²) ). Die Klammern habe ich aus Klarheitsgründen gesetzt.
G = 6,674*10^-11 m³/kgs2
M = 4,87*10^24 kg
t = 243*24*3600 = 2,09952*10^7 s.
Daraus r = 15,3256 *10^8 m = 1.532.560 km.
Das ist der Abstand einer geostationären Venussonde vom Venusmittelpunkt.
b)
In die Berechnung des Abstandes r geht die Zeit für eine Umdrehung der Venus quadratisch ein. Die Venus dreht sich nur sehr langsam um die eigene Achse. Sie braucht für eine Umdrehung 2,09952*10^7 Sekunden. Die Erde braucht für eine Umdrehung nur 86.400 Sekunden.(24h).
Da die Zeit im Zähler steht, ist der Radius umso größer, je größer die Zeit wird.
rVenus = rErde*3. Wurzel aus( (Mv*tv²)/(Me*te²) )
rErde 0 42.000 km
Mvenus und tvenus bekannt
Merde = 5,974*10^24 kg (WIKI)
terde = 86.400 s.
Der Radius auf der Venus muß 36,332-fach größer sein, als der Radius auf der Erde.
Gruß:
Manni
Hallo Sacha,
bis jetzt wurde Deine Frage 80X angklickt.
Eine Lösung oder gar einen Lösungsansatz hat Dir niemand geboten.
Wahr wohl zu umständlich zu berechnen.
Gruß:
Manni