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[quote="SQSQSQ"]Hallo liebe Physiker, ich habe Schwierigkeiten bei einer Übungsaufgabe und hoffe, ihr könnt weiterhelfen. Aufgabe: Ein Ball wird von der Erdoberfläche mit einer Geschwindigkeit von v = 36 [km/h] abgeworfen. Wie hoch fliegt er unter der Annahme a) konstanter Gravitationskraft F = -mg ? b) einer Gravitationskraft von [latex] F = - \gamma*(m_Em)/(r^2) [/latex] ? Meine (Teil)Lösung: a) Bewegung mit konstanter Beschleunigung liegt vor. Annahmen: Die Abwurfrichtung sei die positive y-Richtung. Der Abwurf erfolge direkt von der Erdoberfläche und senkrecht nach oben. h: erreichte Höhe [latex] v(t) = v_o - gt [/latex] Für [latex] y(t)=h [/latex] gilt: [latex] v(t)=0 [/latex] [latex] v_o = gt t=v_0/g = 1,02 s y(t) = y_0 + v_0t - 1/2gt^2 y_0 = 0 y(1,02) = 5,1 m = h [/latex] b) Hier liegt eine ortsabhängige (bzw. zeitabhängige) Beschleunigung vor, denn r ist eine Variable. Es gilt: [latex] r=r_E + y(t) [/latex] Dabei ist [latex] r_E [/latex] der Erdradius und [latex] y(t) [/latex] der Ort des Balls in Abhängigkeit von der Zeit t. Anders als in a) soll hier gelten: [latex] y_0 = r_E [/latex] Und weiter komme ich nicht. Ist a) richtig? Und ist wenigstens der Ansatz bei b) richtig, oder habe ich da etwas missverstanden?[/quote]
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Chillosaurus
Verfasst am: 09. Nov 2010 21:36
Titel: Re: Ortsabhängige Gravitationskraft
SQSQSQ hat Folgendes geschrieben:
[...]
a) konstanter Gravitationskraft F = -mg ?
b) einer Gravitationskraft von
?
[...]a) Bewegung mit konstanter Beschleunigung liegt vor.
Annahmen:
Die Abwurfrichtung sei die positive y-Richtung. Der Abwurf erfolge direkt von der Erdoberfläche und senkrecht nach oben.[...]
Warum machst du es nicht einfach per Energieerhalt:
für a) o.5vo²=g*h,---> h=0,5vo²/g
Damit komme ich auf auch auf 5,1, a) ist also schoneinmal richtig.
für b) musst du statt mit dem Potential g*h mit dem Graviationspotential rechnen. Da F konservativ ist gilt: F=-dV/dr, dabei ist V das Potential.
Dann hast du: 0.5vo²=V(r)/m und musst ach r umstellen und den Erdradius abziehen.
(hoffe es passt so)
SQSQSQ
Verfasst am: 09. Nov 2010 20:55
Titel: Ortsabhängige Gravitationskraft
Hallo liebe Physiker,
ich habe Schwierigkeiten bei einer Übungsaufgabe und hoffe, ihr könnt weiterhelfen.
Aufgabe:
Ein Ball wird von der Erdoberfläche mit einer Geschwindigkeit von v = 36 [km/h] abgeworfen. Wie hoch fliegt er unter der Annahme
a) konstanter Gravitationskraft F = -mg ?
b) einer Gravitationskraft von
?
Meine (Teil)Lösung:
a) Bewegung mit konstanter Beschleunigung liegt vor.
Annahmen:
Die Abwurfrichtung sei die positive y-Richtung. Der Abwurf erfolge direkt von der Erdoberfläche und senkrecht nach oben.
h: erreichte Höhe
Für
gilt:
b) Hier liegt eine ortsabhängige (bzw. zeitabhängige) Beschleunigung vor, denn r ist eine Variable.
Es gilt:
Dabei ist
der Erdradius und
der Ort des Balls in Abhängigkeit von der Zeit t.
Anders als in a) soll hier gelten:
Und weiter komme ich nicht.
Ist a) richtig?
Und ist wenigstens der Ansatz bei b) richtig, oder habe ich da etwas missverstanden?