Impulse beim Stein schleudern

mooni · Anmeldungsdatum: 07.12.2010 Beiträge: 5

Meine Frage:
Ein sportkicher Schüler mit der Masse m=80kg steht auf einem ruhenden Wagen, dessen Masse 20 kg beträgt. Der Wagen kann sich reibungsfrei auf einer waagerechten Ebene bewegen. Nun schleudert der Schüler einen Stein mit der Masse 3 kg mit der Geschwindigkeit v=10 m/s
1) waagerecht
2) senkrecht nach oben vom Wagen weg
3) unter einem Winkel von 30° zur Waagerechten nach oben.
Erstelle jeweils eine Skizze.
Bestimme jeweils die Geschwindigkeit, mit der sich der Wagen nach dem Abwurf des Steins zusammen mit dem Schüler bewegt.

Meine Ideen:
Die Skizze habe ich fertig.

Jetzt stelle ich mir nur die Frage, ob der Impuls jeweils bei einem veränderten Abwurfwinkel ein anderer ist.

v(wagen+Schüler) ist gesucht
Da der Impuls durch den Impulserhaltungssatz vorher und nachher gleichgroß ist, muss ja der Impuls, den ich auf den Stein ausübe, hinterher auch Schüler und Wagen zum rollen bringen.

p(Stein)= m (stein) * v (Abstoß)
= 3kg * 10 m/s
= 30 Ns

Um jetzt auf die Geschwindigkeit von Schüler und Wagen zu kommen
p(Stein)=p(Auto&Schüler)= 30 Ns

p(Auto&Schüler)= m(Auto&Schüler)* v
v(Auto&Schüler)= 0,3 m/s

Aber kann das sein, und wenn ja, gilt das dann auch für alle drei Situationen?

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Das ist richtig, gilt aber nur für eine Situation. Welche ? Und warum gilt es nicht für die anderen beiden ?

mooni · Anmeldungsdatum: 07.12.2010 Beiträge: 5

Ehrlich gesagt, bin ich überfragt.

Hat das was mit dem Stoßwinkel zu tun?
Wenn ich waagerecht stoße brauche ich weniger Kraft und so weniger Impuls als wenn ich den Stein über meinen Kopf oder im Winkel von 30° stoße.
Oder ist das totaler Schwachsinn?

Niels90 · Anmeldungsdatum: 02.07.2011 Beiträge: 280

Also bei der beschrieben Situation ist nur der Impuls in x-Richtung zu berücksichtigen, wenn man sich die Situation mal in einem Koordinatensystem vorstellt. So und jetzt muss du dir überlegen bei welcher der beschrieben Situationen ein Impuls in x-Richtung vorliegt und wenn ja, wie man diesen berechnen kann. Und aus dem Impuls dann natürlich auch die resultierende Geschwindigkeit.