Kleiner Stein im Reifen

wiederda.10 · Anmeldungsdatum: 01.01.2017 Beiträge: 3

Meine Frage:
Ein Auto fährt mit 120kmh. Ein im Reifen verklemmter kleiner Stein löst sich aus dem Profil, als sich der Reifen gerade nach oben bewegt (siehe blauer Pfeil). Welche Geschwindigkeit (Betrag und Richtung) hat der Stein für einen außen stehenden Beobachter direkt nach dem Loslösen vom Reifen?

Meine Ideen:
Richtung:

Also wenn es gerade nach oben geht (im Bild ist es rechts am Reifen; weiß leider nichr wie ich es hier poste) müsste der Stein doch nach oben fliegen, da ja die Geschwindigkeit tangential zur Kreisbahn ist. Die soll allerdings laut Lösung nach vorne fliegen.

Geschwindigkeit

Ich dachte, dass der Stein die gleiche Geschwindigkeit, wie der Reifen hat, da die Geschwindigkeit ja wie gesagt tangential zur Kreisbahn ist. Die Lösung ist aber 170 km/h mit der Begründung, dass er im 45° Winkel wegfliegt.. Aber wieso?

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 6202

Dein Gedankengang stimmt im System des fahrenden Autos. Für den aussenstehenden Beobachter kommt noch die Relativgeschwindigkeit des sich bewegenden Systems Auto hinzu. Die beiden Geschwindigkeiten können vektoriell addiert werden.

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wiederda.10 · Anmeldungsdatum: 01.01.2017 Beiträge: 3

Ach ok und wieso gerade ein 45° Winkel? Und wieso fliegt der Stein nach vorne?

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 6202

Die Richtung/der Winkel ergeben sich, wenn Du die beiden Geschwindigkeiten (die Geschwindigkeit des Steins im sich bewegenden System und die Relativgeschwindigkeit des Systems) addierst.

Ob die Meinung ist, dass die Aufgabe so gelöst wird, kann ich nicht beurteilen. Kommt darauf an, welches Thema gerade behandelt wird. Alternativ müsstest Du die Bahn des Steins aus Sicht des ruhenden Beobachters angeben durch seinen Ortsvektor r(t) und diesen dann ableiten. Da mein Akku alle ist, kann ich heute keine weiteren Beiträge verfassen...

wiederda.10 · Anmeldungsdatum: 01.01.2017 Beiträge: 3

Schade, vielleicht kann mir jemand anderes erklären, wie der 45° Winkel zustande kommt unglücklich

ML · Anmeldungsdatum: 17.04.2013 Beiträge: 3563

Hallo,