Extrem schwere Physikaufgabe für die Experten. Könnt ihr mir bitte helfen?
Ich weiß, dass Arbeitsaufträge hier nicht erlaubt sind, so soll es aber auch nicht sein. Ich stehe momentan einfach an, komme überhaupt nicht weiter und benötige dringend eure Hilfe.
Beispiel:
Ein Projektil wird bei Trockenheit und Windstille bei einem Luftdruck von 950 hPa aus einer Höhe von 2 m mit einem Winkel von 180 ° aus einer Langwaffe abgeschossen (Projektildaten entnehmen Sie dem unteren Abschnitt). Dabei fliegt das Projektil 1700 Meter weit.
Projektildaten: Form: Es darf ein Zylinder angenommen werden
Länge: 3,4 cm
Querschnittsdurchmesser: 1,2 cm
Gewicht: 0,03 kg
Selbiges Projektil wird nun nochmals unter anderen Bedingungen abgeschossen. Abschusshöhe und Winkel bleiben gleich, aber beim zweitmaligen Schuss regnet es mit einer Intensität von 30 mm/h, der Wind weht mit 20 km/h genau gegen das Projektil und der Atmosphärendruck sink auf 920 hPa. Die 0,5 mm großen (Durchmesser) und 0,04 g schweren Tropfen prasseln mit einer Geschwindigkeit von 30 km/h auf das Projektil ein.
Berechnen sie die Flugweite des Projektils unter Berücksichtigung der geänderten Bedingungen.
Ich verzweifle, ich weiß nicht einmal, wo ich anfangen soll. Bitte helft mir.
4 Antworten
Du solltest das Problem aufteilen:
1. Mündungsgeschwindigkeit berechnen
2. Luftwiderstand im 2. Fall berechnen
3. Einfluss der Regentropfen berechnen: Der vertikale Einfluss dürfte eher gering sein, da die Regentropfen eher weniger auf das Projektil fallen als vom Projektil getroffen werden. Der Einfluss auf die Geschwindigkeit wird der größere sein.
Ich halte das Thema "Schule" hier für falsch, selbst in Physik-LK dürften solche Aufgaben kaum "drankommen", aber egal...
Letztenendes dürfte 1. auf eine Differentialgleichung hinauslaufen und die Kombination 2/3 auf eine zweite. Die wären dann zu lösen.
Noch eine Ergänzung, wie Du die Anzahl der getroffenen Wassertropfen berechnest:
In einem angenommenen Quader der Grundfläche von 1m² und einer Höhe von 30km befinden sich 30l Wasser. andererseits durchpflügt das Projektil einen kreisförmigen Bereich von (1,44*Pi/4)cm² und der Länge der Geschossbahn. Diese beiden Volumina musst Du vergleichen.
P.S. ein 0,5mm großer Tropfen hat lediglich eine Masse von ca. 0,0000625g und würde mit Sicherheit langsamer als mit 30 km/h fallen und auch ganz sicher nicht "prasseln".
Ich bin kein Physikexperte, aber Sportschütze.
Diese Winkelangabe von 180° ist Blödsinn. 180° von wo aus gerechnet?
Geht der Schuss senkrecht nach oben? oder waagerecht?
Bei waagerechtem Schuss müßte das Geschoß konstant ohne Verzögerung mit 2662 m/s fliegen wenn ich richtig gerechnet habe. (freier Fall aus 2m höhe = 0,63855s ; V = 1700m / 0,63855s)
Die Mündungsgeschwindigkeit müßte demnach noch viel höher sein.
Das macht aber kein Gewehr der Welt. Üblich sind Mündungsgeschwindigkeiten von 800-1000 m/s
Regen beeinflusst ein Geschoß sehr wenig. Selbst beim Schiessen mit Luftgewehren im Regen ist mir nicht bekannt das dieser einen Einfluß hat.
Die Turnierergebnisse von Field-Target-Schützen (mit Luftgewehren bis zu 50m im Freien geschossen) unterscheiden sich nicht von trockenen Turnieren.
Solche "Schulaufgaben" halte ich für sinnlos, da diese keinen realen Bezug haben.
Gruß Jake
180° ? also 0° => waagerechter Wurf!
Im 1. Fall wirken sich Nebenbedingungen nicht aus! im 2.Fall die Regenmasse über dem Projektilquerschnitt als ortogonale Kraft mit einrechnen.
So habe ich mir das auch gedacht. Doch wie kann ich die Regenmasse genau einberechnen? Ich meine natürlich, ein Tropfen verändert minimal die Flugkurve nach unten, aber ich weiß ja nicht, wie oft das Projektil überhaupt von einem Regentropfen getroffen wird. Außerdem stellt sich mir die Frage, wie ich den Wind berücksichtigen soll.
Ich fürchte, Du möchtest uns mit diesem Unsinn veräppeln. Das Geschoß kann niemels 0,3 kg wiegen, selbst wenn es aus dem schwersten denkbaren Metall wäre.
Oh, da ist mir ein Fehler unterlaufen. Das Abtippen einer solchen Aufgabe ist schon sehr mühsam. Mikkey hat recht, da habe ich eine Null vergessen.
Vermutlich sind 0,03kg gemeint, das kommt schon ganz gut hin.