Impuls / Energie < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 20:57 So 17.04.2005 | | Autor: | Maexchen |
Ich habe diese Frage auch in folgenden Foren auf anderen Internetseiten gestellt:
http://www.uni-protokolle.de/foren/viewt/20905,0.html
Hallo,
kann mir vielleicht einer bei diesen beiden Aufgaben helfen:
Aus einem mittelalterlichen Vorderlader von 10 kg Masse wird ein Geschoß der Masse 35 g abgefeuert.
a) Wie groß ist die Rückstoßgeschwindigkeit des Gewehrs, wenn das Geschoß den Lauf mit v = 800 m/s verläßt?
b) Welche Kraft (Rückstoß) muss der Schütze an der Schulter aushalten solange das Geschoß unter Annahme konstanter Beschleunigung im 70 cm langen Lauf ist?
2. Durch Unaufmerksamkeit seines Fahrers fährt ein Personenwagen der Masse m1 = 900 kg mit der Geschwindigkeit v1 = 90 km/h von hinten auf einen Wagen mit der Masse m2 = 1100 kg und der Geschwindigkeit v2 = 72 km/h auf. Die beiden Fahrzeuge verkeilen sich ineinander.
a) Mit welcher Geschwindigkeit v rollen beide bis zum Beginn der Bremsung gemeinsam weiter (Bremssekunde)?
b) Welchen Kraftstoß erfährt dabei der Fahrer des auffahrenden Autos, wenn er 75 kg wiegt?
c) Mit welcher Kraft müsste er sich am Lenkrad abstützen, wenn der Aufprallvorgang 0,1 s dauert?
Ist echt wichtig für mich, für Hilfe schon einmal vielen Dank im vorraus.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 23:15 So 17.04.2005 | | Autor: | Paulus |
Hallo Mäxchen
schön, dass du solche Fragen stellst¨Denn: was Mäxchen nicht lernt, lernt Max nimmermehr! 
Aus Zeitgründen kann ich nur mal auf deine erste Frage eingehen!
> Aus einem mittelalterlichen Vorderlader von 10 kg Masse
> wird ein Geschoß der Masse 35 g abgefeuert.
>
> a) Wie groß ist die Rückstoßgeschwindigkeit des Gewehrs,
> wenn das Geschoß den Lauf mit v = 800 m/s verläßt?
>
> b) Welche Kraft (Rückstoß) muss der Schütze an der Schulter
> aushalten solange das Geschoß unter Annahme konstanter
> Beschleunigung im 70 cm langen Lauf ist?
>
Zu a)
Der Impuls des Systems Gewehr-Kugel hat ja vor dem Abschuss den Wert null. Das muss er auch nach dem Stoss haben.
Da die Kugel einen Impuls von $m*v=0,035*800$ hat (die Einheiten lasse ich weg, die kannst du selber ergänzen ), muss das Gewehr wohl den selben Impuls erhalten, einfach in die andere Richtung.
Somit gilt:
Impuls des Gewehres = - Impuls der Kugel
Wenn wir bedenken, dass wohl nur der Absolutbetrag der Geschwindigkeit gefragt ist, können wir auch gleich die Gleichung so aufstellen:
Impuls des Gewehres = Impuls der Kugel
Als Formel:
$10*v=0,035*800$
Das musst du nur noch nach v auflösen!
Zu b)
Mit einer Anfangsgeschwindigkeit und einer Anfangsbeschleunigung null kannst du einfach die folgenden Formeln verwenden:
$v=a*t$
[mm] $s=\bruch{a}{2}t^2$
[/mm]
Die Kraft gehorcht ja nach Newton der Formel:
$F=m*a$
Wobei wir für $m_$ die Masse der Kugel nehmen, und die Beschleunigung der Kugel noch zu bestimmen haben.
Aus obigen Formeln sollten wir einfach das $t_$ eliminieren:
Die erste Formel ergibt:
[mm] $t=\bruch{v}{a}$
[/mm]
Dies in der zweiten Formel eingesetzt:
[mm] $s=\bruch{a}{2}t^2=\bruch{a}{2}*\bruch{v^2}{a^2}=\bruch{v^2}{2a}$
[/mm]
Nach a umgestellt:
[mm] $a=\bruch{v^2}{2s}$
[/mm]
Wir kennen die Masse der Kugel, wir kennen $v_$ (die Gescwindigkeit der Kugel und wir kennen $s_$ (die Länge des Laufs, also der Beschleunigungsstrecke).
Das kannst du also alles in der Newtonschen Formel einsetzen. Achte darauf, dass du die richtigen einheiten nimmst. Meter, Kilogramm, Sekunden. 
Mit lieben Grüssen
Paul
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 21:26 Mo 18.04.2005 | | Autor: | leduart |
Hallo
> http://www.uni-protokolle.de/foren/viewt/20905,0.html
alle Antworten schon dort!
Gruss leduart
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