Aufgabe zum Stoß / Energiesatz

DannyNRW · Anmeldungsdatum: 02.03.2016 Beiträge: 44

Hier folgende Aufgabe, zu der mir der Ansatz fehlt:
Ein Projektil der Masse 10g wird in einen an einer 2m langen Schnur aufgehängten, ruhenden Sack der Masse 50kg geschossen und bleibt darin stecken. Der Sandsack führt danach eine Pendelbewegung von 15° aus.
a) Der Einschlag des Projektils kann als Stoß betrachtet werden. Um welche Art Stoß handelt es sich? Welche Größe bleibt erhalten? Welche Folgerung kann für die Geschwindigkeit des Systems Projektil + Sandsack gezogen werden?
b) Wie können Sie aus den Angaben die Geschwindigkeit des Systems Projektil + Sandsack erhalten?
c) Berechnen Sie die Geschwindigkeit des Projektils

a) Inelastischer Stoß. Der Impuls bleibt erhalten.

Jeglicher weiterer Ansatz fehlt mir hier leider. Ich weiß natürlich, dass eine gewisse Energie benötigt wird, um den Sandsack um 15° auszulenken, aber weiter komme ich momentan nicht...

trxre · Gast

Der Sack ruht -> v_Sack=0
Projektil bewegt sich -> v_Schuss=x
Sack bewegt sich danach, weil Impulserhaltung:
m_Sack*v_Sack+m_Schuss*v_Schuss=m_Gesamt*v_gesamt
umgeformt: v_Schuss=m_Gesamt*v_gesamt/m_Schuss

Die nötige Geamtgeschwindigkeit erhältst du aus der Info des Pendelgrades:
kinetische Energie an der unteren Stelle = potentielle Energie oben
Aus dem Winkel und der Schnurlänge, kannst du die Erhöhung in m ausrechnen. Dies ist die potentielle Energie.

christister · Gast

Vn berechnen durch:

m*g*h = 0,5 * m * v²

danach:

umstellen nach V1v

Für die Geschwindigkeit danach. V2v fällt raus, da es sich um einen ruhenden Körper handelt.

Auwi · Anmeldungsdatum: 20.08.2014 Beiträge: 602

Der Impulserhaltungssatz liefert den Zusammenhang zwischen Geschoßgeschwindigkeit v1 und Sandsackgeschwindigkeitv2
Die Sandsackgeschwindigkeit ihrerseits ergibt sich aber aus dem Energiesatz, den man aus der potentiellen Energie der Auslenkung erhält.

Aus der Beziehung:

Das ergab: v = 1,156 m/s
Diesen Wert eingesetzt in die Impulssatzgleichung oben ergibt:

(kommt mir ziemlich hoch vor...)

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861