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Alt 17.07.2017, 13:02   #1   Druckbare Version zeigen
Mathology  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 26
Looping 3

Zitat:
Ein antriebsloses Spielzeugauto fährt mit der Geschwindigkeit {va= 2,0 m/s} beim Punkt A in eine Schleifbahn ein. Der Punkt B liegt 1,4 m tiefer. Reibungseffekte bleiben unberücksichtigt.

a.) Welche Geschwindigkeit hat das Auto in B?
b.) Welchen Radius hat der Looping, wenn die Bahn in B eine Belastung erfährt, die der 6-fachen Geschwindigkeit des Autos entspricht?
c.) Nun soll die Bahn im Punkt C enden, so dass das Auto dort die Bahn verlässt. In welche Richtung fliegt es weiter, welche Höhe erreicht es und mit welcher Geschwindigkeit schlägt es nach dem Flug auf dem Boden auf?

Meine Rechnung:

Erstmal nur die a.). Ich wollte fragen, ob ich da nicht die Höhe h gegeben haben muss?

{mgh + 0,5m }vA² {= 0,5m }vB²

Aber ohne die höhe H kann ich das gar nicht lösen. Ist an der Aufgabe nicht etwas falsch?
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Alt 17.07.2017, 14:35   #2   Druckbare Version zeigen
Auwi Männlich
Mitglied
Beiträge: 9.765
AW: Looping 3

Ich sehe es so:
In A hat das "Ding" v(A)= 2m/s . B liegt 1,4m tiefer, das bedeutet: h=1,4m !
Energiesatz liefert dann:
{\frac 1 2 m v_A^2\ +\ mgh\ =\ \frac 1 2 m v_B^2}
Ergab bei mir: {v_B=5,61\ m/s}
Auwi ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 17.07.2017, 14:42   #3   Druckbare Version zeigen
Muzmuz  
Mitglied
Beiträge: 5.958
AW: Looping 3

Frage c ist so nicht beantwortbar, denn das Auto schlägt nach diesem Flug (eigentlich ist es ein Fall, weil ballistisch) nicht auf den Boden auf. Es fliegt von Punkt C aus genau senkrecht nach oben. Wenn es wieder herunterkommt, kommt es an Punkt C wieder auf die Bahn und fährt rückwärts weiter, durch Punkt B zurück zu Punkt A und verlässt dort erneut die Bahn. Mit jenen 2.0 m/s, die es zu Beginn hatte. Nach diesem zweiten Flug (Fall!) erst schlägt es auf den Boden auf.

Die Geschwindigkeit dabei sollte jener in Punkt B entsprechen, wenn wir davon ausgehen dürfen, dass der Boden am Aufschlagspunkt die gleiche Höhe wie Punkt B hat.
Muzmuz ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 17.07.2017, 16:22   #4   Druckbare Version zeigen
Mathology  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 26
AW: Looping 3

Zitat:
Zitat von Auwi Beitrag anzeigen
Ich sehe es so:
In A hat das "Ding" v(A)= 2m/s . B liegt 1,4m tiefer, das bedeutet: h=1,4m !
Energiesatz liefert dann:
{\frac 1 2 m v_A^2\ +\ mgh\ =\ \frac 1 2 m v_B^2}
Ergab bei mir: {v_B=5,61\ m/s}
Ach so ist das gemeint. Okey ja dann klappt das ja @Auwi

Zitat:
Frage c ist so nicht beantwortbar, denn das Auto schlägt nach diesem Flug (eigentlich ist es ein Fall, weil ballistisch) nicht auf den Boden auf. Es fliegt von Punkt C aus genau senkrecht nach oben. Wenn es wieder herunterkommt, kommt es an Punkt C wieder auf die Bahn und fährt rückwärts weiter, durch Punkt B zurück zu Punkt A und verlässt dort erneut die Bahn. Mit jenen 2.0 m/s, die es zu Beginn hatte. Nach diesem zweiten Flug (Fall!) erst schlägt es auf den Boden auf.

Die Geschwindigkeit dabei sollte jener in Punkt B entsprechen, wenn wir davon ausgehen dürfen, dass der Boden am Aufschlagspunkt die gleiche Höhe wie Punkt B hat.
Aber die Aufgabe ist für die 10 Klasse haha wie sollen Schüler sowas wissen? xD was für eine Aufgabe. Ich lasse die C.) weg.
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Alt 17.07.2017, 16:46   #5   Druckbare Version zeigen
Auwi Männlich
Mitglied
Beiträge: 9.765
AW: Looping 3

Mit b) komme ich nicht klar. Die "Belastung" der Bahn soll der 6-fachen Geschwindigkeit entsprechen ?
Bahnbelastung dürfte eine Kraft sein und eine Kraft kann nicht das 6-fache einer Geschwindigkeit sein. Welche Geschwindigkeit des Autos soll darüberhinaus hier gelten, die ändert sich doch laufend...? Da stimmt was mit der Aufgabenstellung nicht.
bei c) war sicher gemeint, daß das Auto nach dem verlassen der Bahn nach senkrechtem Flug direkt neben der Bahn auf den Boden knallt. Die Gipfelhöhe dürfte der kinetischen Energie am Punkt B entsprechen, also 1,604 m betragen und der Aufprall auf den Boden dürfte dann wieder mit v(B) erfolgen.
Auwi ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 18.07.2017, 07:51   #6   Druckbare Version zeigen
Muzmuz  
Mitglied
Beiträge: 5.958
AW: Looping 3

Zitat:
Zitat von Auwi Beitrag anzeigen
bei c) war sicher gemeint, daß das Auto nach dem verlassen der Bahn nach senkrechtem Flug direkt neben der Bahn auf den Boden knallt.
Möglich, nur gibt es keinen physikalischen Grund, warum man das annehmen dürfe - vor Allem unter den postulierten idealen Bedingungen und der expliziten Erwähnung, dass das Auto SENKRECHT nach oben braust.
Muzmuz ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 18.07.2017, 12:47   #7   Druckbare Version zeigen
Mathology  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 26
AW: Looping 3

Zitat:
Zitat von Auwi Beitrag anzeigen
Mit b) komme ich nicht klar. Die "Belastung" der Bahn soll der 6-fachen Geschwindigkeit entsprechen ?
Bahnbelastung dürfte eine Kraft sein und eine Kraft kann nicht das 6-fache einer Geschwindigkeit sein. Welche Geschwindigkeit des Autos soll darüberhinaus hier gelten, die ändert sich doch laufend...? Da stimmt was mit der Aufgabenstellung nicht.
bei c) war sicher gemeint, daß das Auto nach dem verlassen der Bahn nach senkrechtem Flug direkt neben der Bahn auf den Boden knallt. Die Gipfelhöhe dürfte der kinetischen Energie am Punkt B entsprechen, also 1,604 m betragen und der Aufprall auf den Boden dürfte dann wieder mit v(B) erfolgen.

Die Aufgabe ist schlecht wir lassen die Weg . Ansonsten verwirrt es mich nur ^^


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