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aufmschlauchsteher
Gast
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 aufmschlauchsteher Verfasst am: 15. Jan 2014 11:33 Titel: Gewehrkugel schlägt in Klotz ein |
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Meine Frage:
Hallo,
benötige bitte Hilfe bei folgender Aufgabe:
Ein Holzklotz der Masse 3,0 kg liegt auf einer ebenen Unterlage (Reibzahl µ=0,5) Durch eine horizontal einschlagende Gewehrkugel wird der Klotz um 14cm verschoben. Welche Aufprallgeschwindigkeit hatte die Gewehrkugel der Masse 15g?
Die Aufgabe bereitet mir Probleme da keine Geschwindigkeit gegeben ist.
Meine Ideen:
Der Impulserhaltungssatz lautet ja:
m1*v1a + m2*v2a = m1*v1e + m2*v2e
(wobei a = Anfang und e = Ende)
nun nach welche v soll ich die Gleichung umstellen? Hab ja zwei unbekannte, wobei v1e und v2e ja gleich sind? m1*v1a ist null und fällt raus (m1,v1 = Klotz)
Hab dann versucht das ganze über den Energieerhaltungssatz zu lösen.
Um einen Klotz der Masse 3kg (+0,015kg Kugel) über eine Strecke von 0,14m mit der Reibzahl 0,5 zu bewegen braucht man ja eine bestimmte Menge Energie?
Also: Wr= µ*m*g*s
Diese Energie muss ja irgendwo herkommen, kann ja nur vom Impuls der Kugel kommen?
Impuls Kugel: p=m*v
Entspricht der Impuls der Kugel der umgesetzten Energie am Klotz?
Dann wäre das ja:
µ*m*g*s/m = v
da kommt iwas mit 137m/s raus.. stimmt aber nicht.. Ergebnis ist 235m/s
Vielleicht steh ich ja auch völlig auf dem Schlauch gerade 
Kann jemand helfen? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 15. Jan 2014 12:12 Titel: |
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| aufmschlauchsteher hat Folgendes geschrieben: | Also: Wr= µ*m*g*s
Diese Energie muss ja irgendwo herkommen, kann ja nur vom Impuls der Kugel kommen? |
Ds kann man notfalls so ausdrücken, führt aber, wie bei Dir, leicht zu dem Trugschluss dass Impuls und Energie dasselbe seien.
Du willst den Energieerhaltungssatz anwenden. Dann solltest du dir die Frage beantworten, welche kinetische Energie Klotz und Kugel unmittelbar nach dem Stoß besitzen. Denn diese Energie wird in Reibarbeit umgewandelt. Die kinetische Energie hängt irgendwie mit der Geschwindigkeit zusammen, und die erhältst Du aus dem Impulserhaltungssatz.
Insofern ist deine Aussage, die Reibenergie müsse vom Impuls kommen, nicht ganz falsch. Aber deine Schlussfolgerung ist es. |
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 15. Jan 2014 14:42 Titel: |
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Ich verstehe wenig von Formeln, mehr von Logik.
Eine in Holz einschlagende Kugel verformt den Holzklotz und "verbrennt" damit Energie, die dem Verschieben nicht mehr zur Verfügung steht.
Ich behaupte mal, dass für einen Balsaholzklotz 3 kg (Kugel dringt tief ein oder durchschlägt ihn womöglich) eine deutlich höhere Geschwindigkeit erforderlich ist als für einen gleich massigen Eichenklotz, um ihn jeweils um 14 cm zu verschieben.
Ist das so?
Und ist die Reibzahl unabhäng von der Kontaktfläche?
_________________
Glaubt nicht dem Hörensagen ... oder eingewurzelten Anschauungen, auch nicht den Worten eines verehrten Meisters; sondern was ihr selbst gründlich geprüft und als euch selbst und anderen zum Wohle dienend erkannt habt, das nehmt an. Siddhartha Gautama |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 15. Jan 2014 14:53 Titel: |
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| Brillant hat Folgendes geschrieben: | Ich behaupte mal, dass für einen Balsaholzklotz 3 kg (Kugel dringt tief ein oder durchschlägt ihn womöglich) eine deutlich höhere Geschwindigkeit erforderlich ist als für einen gleich massigen Eichenklotz, um ihn jeweils um 14 cm zu verschieben.
Ist das so? |
Nein.
| Brillant hat Folgendes geschrieben: | | Und ist die Reibzahl unabhäng von der Kontaktfläche? |
Ja. |
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 15. Jan 2014 14:58 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Brillant hat Folgendes geschrieben: | | Ist das so? |
Nein. |
Aha, dann habe ich bei weichem Holz also einen "Energiegewinn". Zusätzlich zum Verschieben des Klotzes gewinne ich die Verformung.
Woher kommt diese Zusatz-Energie?
_________________
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 15. Jan 2014 15:25 Titel: |
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| Brillant hat Folgendes geschrieben: | | Aha, dann habe ich bei weichem Holz also einen "Energiegewinn". Zusätzlich zum Verschieben des Klotzes gewinne ich die Verformung. |
Wenn Du Verformungsenergie als "Gewinn" bezeichnen willst, kannst Du das so ausdrücken. Allerdings ist dieser Energiegewinn genauso groß wie bei einem harten Klotz gleicher Masse.
| Brillant hat Folgendes geschrieben: | | Woher kommt diese Zusatz-Energie? |
Aus der kinetischen Energie des Geschosses.
Irgendwie scheinst Du Dir über die Bedeutung von Impuls- und Energieerhatungssatz nicht im Klaren zu sein. |
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