Unelastischer Stoß

Paul572 · Anmeldungsdatum: 08.11.2015 Beiträge: 4

Meine Frage:
Ich habe eine Problem bei der Läsung der folgenden Aufgabe. Ein Sandsack mit 20kg ruht auf einer Feder, die um 30cm eingedrückt wird. Von oben wird ein Geschoss von 10g in den Sandsack geschossen, sodass sich der Sack nochmals um maximal 6,8 cm auslenkt.

Nun soll ich die Geschwindigkeit der Kugel errechnen, dabei kann die Masse dieser vernachlässigt werden. Mein Ansatz sieht wie folgt aus:

Meine Ideen:

Vk = Ms * V Vk ist die Geschwindigkeit der Kugel, Ms Masse des Sandsacks, V die Geschwindigkeit des Systems nach Eintreffen der Kugel. Hergeleitet aus dem Impulserhaltungssatz mit Annahme, dass die Masse der Kugel vernachlässigt wird.

Von hier an fehlen mir aber Ideen. Ich hoffe, ihr könnt mir helfen.

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 6119 Wohnort: jwd

Federkraft

s = Federweg

Jetzt kannst Du die Federkonstante k berechnen.

EES
Energie der Feder

Energie der Kugel

Paul572 · Anmeldungsdatum: 08.11.2015 Beiträge: 4

Danke für die Antwort. Die Federkonstante hatte ich bereits zuvor errechnet, habe ich aber nicht dabei geschrieben.

Der EES gilt doch hier nicht, da es sich um einen unelastischen Stoß handelt, oder? Es bleibt ja nicht alle Energie erhalten, ein Teil geht doch sicherlich in Wärme über.

Die Formel für Ekin sind mir soweit geläufig, jedoch frage ich mich, wie denn die Formel für die Energie der Feder zustande kommt. Soll sk die Auslenkung der Feder durch die Kugel sein? Ich habe es durchgerechnet, komme allerdings nicht auf das richtige Ergebnis (v soll 778m/s sein)

erkü · Anmeldungsdatum: 23.03.2008 Beiträge: 1414

erkü · Anmeldungsdatum: 23.03.2008 Beiträge: 1414

Paul572 · Anmeldungsdatum: 08.11.2015 Beiträge: 4

Eigentlich ja eine triviale Rechnung, ich finde meinen Fehler aber nicht. Nach umstellen der Formel erhalte ich ja :

v_{k} = \sqrt{(k*s_{k}^2)/m_{k}}

Natürlich in die richtigen Einheiten umrechnen.
k=654Nm mk=0,01kg

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 6119 Wohnort: jwd

erkü · Anmeldungsdatum: 23.03.2008 Beiträge: 1414

Paul572 · Anmeldungsdatum: 08.11.2015 Beiträge: 4

Wenn man hier gleich persönlich angegriffen wird, dann kann ich das ganze auch gleich sein lassen.

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 6119 Wohnort: jwd

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5797 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

OK, einerseits finde ich erkü's Ton auch oft nicht angebracht, andererseits sehe ich auch nicht wirklich einen Grund, eingeschnappt zu sein. Letztlich geht hier einfach auch einiges durcheinander:
Der Ansatz von Mathefix über den EES ist natürlich falsch, wie Paul572 ja eigentlich auch selbst gleich erkannt hat. Von der kinetischen Energie der Kugel am Anfang kommt kommt natürlich nicht alles am Ende in der Feder an, weil dazwischen noch ein unelastischer Stoß ist.
Warum Paul572 dann aber trotzdem fleißig nach diesem falschen Ansatz rechnet, ist mir auch ein Rätsel und natürlich kann man das dann auch als eine "Milchmädchenrechnung" bezeichnen, wenn ich solches auch nicht für wirklich weiterführend halte. Sich deshalb aber dann gleich persönlich angegriffen zu fühlen... Naja, muss jeder selbst wissen.

Die Frage nach dem Lösungsweg ist übrigens auch unsinnig: erkü hat da schon einige Hinweise gegeben, die eigentlich weiter helfen sollten, aud den kompletten Lösungsweg selbst zu kommen. Das sollte aber dann schon Paul572 leisten. Das was erkü gepostet hat sich aber sicherlich keine unsachliche Kritik!

Gruß
Marco

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5797 Wohnort: Heidelberg

Fangen wir doch mal Schritt für Schritt an: Wie ist denn die Geschwindigkeit von Sack plus Kugel nach dem unelastischen Stoß und wie ist die Auslenkung des Federpendels zu diesem Zeitpunkt?

Gruß
Marco