Kinetische Energie "Rods of God"?
Hallo,
Wie lässt sich die Energie einer "Rod of God" berechnen? Also gibt es da eine allgemeine Formel?
Als Beispiel ein Objekt aus Wolfram (das sollte ja nicht schmelzen) wiegt 19,25kg und fällt von 100 km Höhe auf die Erde. Wie stark ist dann die Kraft beim Aufschlag?
Und kann man sagen, dass jedes Kilo Gewicht eine genaue Menge Energie bringt, also x Kilogramm y Energie bringt, und 2 x dann 2 y ist? Also das doppelte dort?
Mein Wissen zu Physik ist leider etwas begrenzt :/
LG und danke
Ist nicht für Schule, nur damit das nicht gesagt wird :)
2 Antworten
Lässt sich aus zwei Gründen leider nicht beantworten:
- Luftwiderstand. Egal ob aus 100 km Höhe oder aus 1 km Höhe - der Luftwiderstand bremst den fallenden Körper auf dieselbe Geschwindigkeit. Die könnte man berechnen - wenn man die Form des Körpers kennt. Für eine Kugel mit 20 kg und Durchmesser 12 cm sind das etwa 230 m/s: https://www.geogebra.org/m/s7nnRGgh
- Die "Kraft beim Aufschlag" hängt davon ab, wie hart der Boden ist - Kraft mal Bremsweg ist gleich der kinetischen Energie, und die ist 0,5 * 20 kg * (230 m/s)² = 529 kJ
Aus den ca. 500 kJ ergibt sich bei 1 m Bremsweg eine Kraft von 500 kN, bei 1 mm sind es dann 500 MN.
Wenn es für die Schule wäre, dann wären deine "Fachbegriffe" fatal.
Bei kleinen Höhen gilt: Lage-Energie = Masse (in kg) * Ortsfaktor (9,81 m/s²) * Höhe (in m). Es ist also richtig, dass Energie proportional zur Masse und zur Höhe ist.
Bei 100 km Höhe ist allerding die Gravitation nicht konstant, sondern verringert sich mit der Höhe. Beim Fall ist zudem der Luftwiderstand nicht vernachlässigbar. Da sollte man bei Wolfram- oder anderen "Stäben", die herunterfallen, nicht in der Nähe sein.
Wenn ein Körper fällt, dann wird Energie frei, nicht Kraft.