Physik Hilfe?

Wie löse ich diese Aufgabe in Physik. Ein Ball wird mit 30 m/s aus 5m Höhe abgeworfen. Berechnen sie die wurfweite.

Answer 1

[mihisu]

Man kann den waagrechten Wurf als eine Überlagerung eines freien Falls in der vertikalen Richtung und einer gleichförmig geradlinigen Bewegung in horizontaler Richtung sehen.

In vertikaler Richtung erhält man für die aktuelle Höhe y in Abhängigkeit der Zeit t...

$y=h_0-\frac{1}{2}\cdot g\cdot t^2$

[Im konkreten Fall mit der Starthöhe h₀ = 5 m und der Fallbeschleunigung g = 9,81 m/s².]

In horizontaler Richtung erhält man für die aktuelle horizontale Entfernung x in Abhängigkeit der Zeit t...

$x=v_x\cdot t$

[Im konkreten Fall mit der konstanten Geschwindigkeitskomponente v_x = 30 m/s.]

============

Der Ball trifft auf dem Boden auf, wenn die Bedingung y = 0 erfüllt ist, also wenn...

$h_0-\frac{1}{2}\cdot g\cdot t^2=0$

Diese Gleichung kannst du nach t auflösen, um die Zeit bis zum Auftreffen auf den Boden zu berechnen.

Setze dann die so berechnete Zeit t in die Gleichung...

$x=v_x\cdot t$

... ein, um die entsprechende horizontale Entfernung x zu erhalten, welche der gesuchten Wurfweite entspricht.

====== Lösungsvorschlag zum Vergleich ======

$x=v_x\cdot t$

$y=h_0-\frac{1}{2}\cdot g\cdot t^2$

Wann trifft der Ball auf dem Boden auf?

$y=0\quad \Leftrightarrow\quad h_0-\frac{1}{2}\cdot g\cdot t^2=0$

$\quad \Leftrightarrow\quad \frac{1}{2}\cdot g\cdot t^2=h_0$

$\quad \Leftrightarrow\quad t^2=\frac{2\cdot h_0}{g}$

$\quad \Leftrightarrow\quad t=\sqrt{\frac{2\cdot h_0}{g}}$

Welche (horizontale) Entfernung wird in dieser Zeit zurückgelegt?

$x=v_x\cdot t=v_x\cdot \sqrt{\frac{2\cdot h_0}{g}}$

Mit den im konkreten Fall gegebenen Werten...

$x=v_x\cdot \sqrt{\frac{2\cdot h_0}{g}}=30\,\frac{\text{m}}{\text{s}}\cdot\sqrt{\frac{2\cdot 5\,\text{m}}{9\text{,}81\,\frac{\text{m}}{\text{s}^2}}}\approx \underline{\underline{30\,\text{m}}}$

Die Wurfweite (horizontale Entfernung) beträgt demnach etwa 30 m.

Answer 2

[evtldocha]

Wie löse ich diese Aufgabe in Physik.

... mit der Aufgabenstellung, wie sie in Deiner Frage wiedergegeben ist, überhaupt nicht, denn es wird nicht gesagt, wie der Ball abgeworfen wird. Daher ist nicht entscheidbar, ob es sich um einen waagerechten Wurf (Abwurf in horizontaler Richtung = Abwurfwinkel von 0°) oder einen schrägen Wurf (Abwurfwinkel > 0°) handelt.

Ich befürchte, Du hast ein wesentliches Wort in der Aufgabenstellung vergessen.

Nachtrag nach Kommentar

Die Fallzeit aus der Höhe h steht für die horizontale Bewegung zur Verfügung (Superpositionsprinzip).

$\left(1\right)\ h\ =\frac{1}{2}gt^2\ \to t_F=\sqrt{\frac{2\cdot h}{g}}$ $\left(2\right)\ s=v\cdot t\ \to s\ =\ v\cdot\sqrt{\frac{2\cdot h}{g}}=30\ \frac{m}{s}\cdot\sqrt{\frac{2\cdot5\ m}{9,81\ \frac{m}{s^2}}}\ \approx30\ m$

Comments

[Tb254]

Ja du hast recht die Rede ist von einem waagerechten Wurf