Geschwindigkeit rausfinden durch winkel?
Um die Geschwindigkeit einer Gewehrkugel herauszufinden (m 5g),. schießt man in einen Knetklotz (m 800 g). Die Knete ist an einen 1 m langen Faden gebunden. Bei einem Schuss wird das Pendel um a= 10 grad ausgelenkt. Wie schnell ist die Kugel ? Wie funktioniert das ?;(
3 Antworten
Hallo,
habe keine Formel nur einen denkansatz.
Das Gewicht hängt am Faden bei der Auslenkung um 10° gibt es einen Höhegewinn.
Kraft (ergibt sich aus masse x 9,81) x Weg = Energie
Wenn man die Energie kennt und die Beschleunigung kann man die Geschwindigkeit errechnen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Projektil
Ich hoffe da ist was dabei was dir weiterhilft.
Du kommst hier mit Impulserhaltung weiter. Die kinetische Energie bleibt hier nicht vollständig erhalten, der Impuls aber schon!
Impuls der Kugel ist gleich Impuls von Knete + Kugel nach dem Aufprall. Mit Energieerhaltung Ekin = Epot lässt sich die Geschwindigkeit des Knetklotzes (mit Kugel) berechnen, so dass Du alle Massen und eine Geschwindigkeit hast. Die Höhe muss mit Winkel und Länge des Fadens berechnet werden.
Es gilt: m(Kugel)*v(Kugel) = m(Knete + Kugel)*v(Knete + Kugel)
2 Formeln
Mit der erste Formel berechnest du die Kraft, die das Pendel ausschwingen lässt. Diese Kraft wird laut dem Energieerhaltungssatz von der Kugel übertragen, welche Kinetische Energie besitzt.
F=0,8 kg*9,81 N/kg * sin (10)=1,3 J (Randbemerkung: Dieser Wert ist ziemlich klein, allerdings hätten wir es früher so berechnet)
Diese Energie besitzt die Gewehrkugel. Nun formt man die Gleichung zu v um und erhält:
v=(2*E/m)^0,5
Einsetzen der Werte:
v=(2*1,3 J/0,005 kg)^0,5=23,3 m/s was 84,05 km/h entspricht.
Das Ergebnis scheint aber zu klein, vielleicht nicht bei der Kontrolle melden...
Du solltest dir noch das hier durchlesen
http://walter.bislins.ch/physik/index.asp?page=Das+Fadenpendel