Physik-Aufgabe: Kinematik: Der fallende Affe und der Pfeil (Mindesgeschw. des Pfeils ist gefragt)
Hallo zusammen,
ich wollte für mein Studium (studiere Mechatronik) ein paar Übungsaufgaben in Physik machen und komme bei dieser einen nicht weiter. Der Aufgabentext lautet wie folgt:
In der Abbildung (Bild 1) sei x = 53.64 m und h = 9.23 m. Der Affe lässt sich genau in dem Moment fallen, in dem der Pfeil abgeschossen wird. Welche Abschussgeschwingikeit (Einheit in m/s) muss der Pfeil mindestens haben, damit er den anfangs 11.38 m hoch über dem Boden sitzenden Affen erreicht, bevor dieser auf dem Boden auftrifft? (Der Luftwiderstand sei vernachlässigbar.)
als Lösungsansatz ist der Tipp von Bild 2 angegeben.
Mein bisheriges Ergebnis ist in Bild 3 zu sehen. Das Problem ist, dass sich am Ende die gesuchte Größe v0 komplett rauskürzt. Ich finde einfach den Fehler nicht. Kann mir denn bitte einer sagen, wo ich den Denkfehler drin habe? Wäre echt nett, weil an dieser Aufgabe verzweifeln auch Kommilitionen von mir. Mich hat aber der Ehrgeiz gepackt und ich möchte die Aufgabe gern fertig rechnen.
1 Antwort
ich wollte für mein Studium (studiere Mechatronik
Dann solltest Du doch in der Schule genügend Mathematik gehabt haben, um die Aufgabe zu lösen.
Was bedeutet denn, dass sich "v0 komplett rauskürzt"? Nichts anderes als dass v0 keine Rolle spielt (es sei denn, Du hättest Dich verrechnet...), der Pfeil trifft den Affen immer.
Na ja, natürlich nur im Rahmen der Gleichungen, die das Auftreffen auf dem Boden nicht als Ende der Bewegung modellieren - würden Pfeil und Affe ins Bodenlose stürzen, wäre dem tatsächlich so.
Vermutlich war diese, für manche überraschende, Erkenntnis das erste Lernziel.
Um Affen in der realen, nicht-bodenlosen Welt zu jagen, kommt es jetzt nur noch darauf an, dass der Pfeil den "Affen erreicht, bevor dieser auf dem Boden auftrifft". Dafür kannst Du entweder die Wurfparabel des Pfeils nehmen und errechnen, bei welcher v0 der Boden im Abstand x erreicht wird.
Oder Du errechnest die zur Verfügung stehende Zeit aus der Fallbewegung des Affen, daraus die notwendige Horizontalgeschwindigkeit, aus der dann die Gesamtgeschwindigkeit.
Danke für die schnelle Antwort. An der Mathematik ist es im Grunde ja nicht gescheitert. Nur uns hat die Tatsache, dass sich die gesuchte Größe rauskürzt ziemlich verwirrt. Mit der Fallzeit hab ich auch schon experimentiert, bin da aber auch auf keinen grünen Zweig gekommen. Werde es mit Ihrem Hinweis aber nun nochmals versuchen.