Physik Mittelstufe Aufgabe?
Kann mir jemand hier helfen?
20) Herr Bullig (mB=90 kg) zieht über eine feste Rolle einen Sack Kartoffeln (mk=75 kg) in den ersten Stock (h = 8 m). Um den Sack im ersten Stock abnehmen zu können, bitter er Herrn Schmächtig (mS=55 kg) das Seil festzuhalten. Die Aktion verläuft nicht nach Wunsch.
a) Berechne die Lageenergie des Kartoffelsacks im ersten Bild.
b) Berechne, welche Geschwindigkeit vS Herr Schmächtig währen seiner Himmelfahrt besitzt, wenn wer gerade auf halber Höhe ist.
c) Berechne mit welcher Geschwindigkeit vK Der Kartoffelsack am Boden hat.
1 Antwort
Lustige Vorstellung....
a) Epot = mk * g * h
Nun gibt es zwei Varianten:
Variante 1: Herr Schmächtig ist zwar nicht stark, aber auch nicht doof und deshalb lässt er das Seil rechtzeitig los:
b) v = 0, da er ja losgelassen hat
c) Energieerhaltungssatz:
Epot = Ekin
mk * g * h = 1/2 mk * vk^2
vk^2 = 2 * g * h
vk = √2 * g * h
Variante 2: Herr Schmächtig ist stark und doof und hält das Seil fest:
Da berechnen wir zuerst die Beschleunigung aus:
F = m * a
a = F /mges
F ist die Differenz der Gewichtskräfte:
F = g * (mk - ms) = 10 m/s^2 * 35 kg = 350 N
mges ist die Gesamtmasse, die beschleunigt werden muss
mges = mk + ms = 90 kg + 55 kg = 145 kg
a = 350 N / 145 kg = 2,4 m/s^2
Und nun die Gleichungen für eine gleichförmig beschleunigte Bewegung. Bei allen Bewegungen ist die Zeit t die zentrale Größe. Hat man die, ergibt sich der Rest von alleine:
s = a/2 * t^2
t^2 = 2s /a = 8 m / 2,4 m/s^2 = 3,33 s^2
t = 1,82 s
Der Rest ist einfach:
v = a * t = 2,4 m/s^2 * 1,82 s = 4,4 m/s
c) Wie gehabt, bloß ist s jetzt 8 m:
t^2 = 2s /a = 16 m / 2,4 m/s^2 = 6,67 s^2
t = 2,58 s
v = a * t = 2,4 m/s^2 * 2,58 s = 6,2 m/s
Die Geschwindigkeit hat natürlich auch Herr S., wenn er oben ankommt und zur Überraschung von Herrn B. anstatt des Kartoffelsackes angenommen wird.
Könnten sie mir hier nur die Formeln geben, die ich benötige ?
https://www.gutefrage.net/frage/physik-mittelstufe-aufgabe-geschwindigkeit#answer-347522509
Wenn man mit g = 9,81 m/s^2 rechnet, dann ja. Ich pflege allerdings die alte Ingenieursgewohnheit, immer mit 10 m/s^2 zu rechnen.
sind es dann bei a) 5886N ?