Klassenproblem: Kugel und Plastilinklotz (Klasse 11)

Rappy · Anmeldungsdatum: 04.06.2013 Beiträge: 1

In einer der letzten Unterrichtsstunden stellte uns unser Lehrer folgendes Problem:
"Eine Kugel mit der Masse 5gr wird mit mindestens 271.8 m/s in einen sich in Ruhe befindenden Plastilinklotz mit der Masse 750gr, welcher auf einem Luftkissengleiter (keine Reibung) befestigt ist, geschossen. Nach dem Schuss bewegt sich der Luftkissengleiter mit einer Geschwindigkeit von 1,8 m/s. Welche tatsächliche Geschwindigkeit ergibt sich für die Kugel, wenn bei der plastischen Verformung eine Energie von 0.25 J in Verformungsarbeit und Wärme umgewandelt wird?"

Danach ging er mit uns seine Lösung für das Problem durch. Ein paar Schüler bemerkten aber später, dass sein Lösungsansatz falsch ist (welches er uns später bestätigte). Nun konnten wir trotz der Hilfe des Lehrers immer noch nicht die Lösung zu dem Problem finden. Hier habe ich zwei unserer Ansätze.

Ekin1= Kinetische Energie der Kugel vor dem Stoss (mit der Mindestgeschwindigkeit von 271.8 m/s).
Ekin2= Kinetische Energie des Klotzes vor dem Stoss (=0).
Ekin12'=Kinetische Energie der Kugel und des Klotzes nach dem Stoss

).

Ansatz 1:

diese Gleichung dann nach der Geschwindigkeit der Kugel umformen.

Ansatz 2:

Die zweite Gleichung dann nach vneu auflösen.

Bein Ansatz 1 verstehe ich nicht wieso der Ansatz falsch ist (Begründung= unmögliches Ergebnis) und Ansatz 2 könnte richtig sein, doch ich bin mir nicht sicher. Ich hoffe ich konnte das Problem verständlich wiedergeben und hoffe auf eure hilfe! Vielen Dank! smile

Klare Sache · Gast

Hier gilt zunächst die Impulserhaltung

Damit kann man die Geschwindigkeit der Kugel berechnen.Es sind 271.8m/s

Jetzt noch den Energieverlust Q=183.5J

Q=0.25J macht hier keinen Sinn
Dazu müßte die Kugel durch den Knet durchgeschossen werden

dr.hallo · Anmeldungsdatum: 05.06.2013 Beiträge: 21

Der 1. Ansatz ist richtig. Die Energien vor und nach dem Stoß sind ungleich. Die Differtenz ist Verformungsarbeit und Wärme.
Ek1-Ek2 = 0,75J