Physik, Raketen Beschleunigung?
hi, muss ich bei folgender Teilaufgabe a) die Erdbeschleunigung von der konstanten Beschleunigung abziehen oder nicht? war mir sehr unsicher bei der Berechnung von a)
2 Antworten
![](https://images.gutefrage.net/media/default/user/8_nmmslarge.png?v=1551279448000)
Formeln für den freien Fall
1) a=-g nun 2 mal integrieren
2) V(t)=-g*t+Vo
3) S(t)=-1/2*g*t²+Vo*t+So
bei dir Vo=0 keine Anfangsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt t=0
So=0 keine Höhe zum Zeitpunkt t=0
aus 2) V(t)=a*t=30 m/s²*20 s=600 m/s=600 m/s*3600 s*1 km/1000 m=2160 km/h
aus 3) Beschleunigungstrecke S(t)=1/2*a*t²=1/2*30 m/s²*(20 s)²=6000 m=6 km
b) zuerst eine Zeichnung machen mit der Masse m=0,5 kg
dann die Bewegungsrichtung einzeichnen
dann die Kräfte einzeichnen,die an der Masse wirken,mit der richtigen Wirkrichtung
Kräftegleichgewicht:Die Summe aller Kräfte F in eine Richtung ist zu jedem Zeitpunkt gleich NULL
aus der Zeichnung
Fs-Fg-F=0
Fs=Fg+F=m*g+m*a=m*(g+a)
Fs=Schubkraft
Kraft,die auf der Masse wirkt F=0,5 kg*(9,81 m/s²+30 m/s²)=19,95 N (Newton)
c) in der Höhe h=6000 m hat die Rakete noch eine Geschwindigkeit von
v=600 m/s
Energieerhaltungssatz
Epot=Ekin
m*g*h=1/2*m*v²
h=v²/(2*g)=(600 m/s)²/(2*9,81 m/s²)=18348,62 m=18,348 km steigt die Rakete noch weiter nach oben
also,ohne Luftreibung und mit g=9,81 m/s²=konstant,wären das dann
hmax=6000 m+18348 m=24.348 m=24,348 km maximale Höhe
aus 2) Bremszeit t=v/g=600 m/s/9,81 m/s²=61,16 s
Gesamte Flugzeit bis zu hmax=20+61,16=81,16 s
![](https://images.gutefrage.net/media/default/user/8_nmmslarge.png?v=1551279448000)
Beispiel:Die sitzt im Auto und beschleunigst von 0 auf v=100 km/h=27,77 m/s in 10 Sekunden
Beschleunigung also V(t)=a*t → a=27,77 m/s/10 s=2,777 m/s²
Kraft=Masse mal Beschleunigung → F=m*a
du wirst somit mit der Kraft F=m*a=80 kg*2,77 m/s²=222,16 N in den Sitz gedrückt
Merke:Eine Masse m verharrt in ihrem Bewegungszustand,so lange keine äußere Kraft auf sie einwirkt.Wirkt eine äußere Kraft auf die Masse m ein,so reagiert diese mit einer gleich großen Gegenkraft "F=m*a" (Trägheitskraft)
Ein normaler Mann hat eine Masse von m=80 kg → also du
Damit du nun meit a=2,777 m/s² beschleunigst,ist eine Kraft
F=m*a=80 kg*2,77 m/s²=222,16 N notwendig,weil ja deine Masse im Ruhezustand verbleiben will.
Bei dem Raketenstart wirkt auf die Masse m ja auch noch die Gewichtskraft Fg ein
Also Gesamtkraft auf der Masse m Fges=Fg+F=m*g+m*a=m*(g+a)
F=0,5 kg*(9,81 m/s²+30 m/s²)=19,905 N
Beispiel:Astronauten bei´m Raketenstart
1) die Rakete steht da nur und die Astronauten sitzen in ihren Sitzen
Gewichtskraft auf die Astronauten Fg=m*g=m*9,81 m/s²
Nun startet die Rakete mit der Beschleunigung a=...
Es muß somit ja noch diese zusätzliche "Trägheitskraft" auf die Astronauten einwirken
Gesamtkraft also Fges=Fg+F=m*g+m*a=m*(g+a)
Es gilt immer: actio=reactio
Die Astronaten sitzen in ihren Sitz und drücken bei´m Start auf den Sitz.
Wegen actio=reaction muß die Kraft der Astronauten auf den Sitz gelich der Sitzkraft sein,damit da ein Kräftegleichgewicht ist
Zeichne eine Masse m bei der Beschleunigung mit dem Auto und die Bewegungsrichtung
Dann die Kräfte an der Masse m antragen,mit der richtigen Wirkrichtung
aus der Zeichnung ergibt sich → Kräftegleichgewicht
Frad-F=0
Frad=F=m*a
Frad=kraft,die zwischen dem reifen und der Straße wirkt → ist die äußere Kraft,die auf die Masse m einwirkt
Die Masse m reagiert auf die äußere Kraft Frad mit der gleich großen Gegenkraft
F=m*a (Trrägheitskraft) wirkt entgegen der Bewegungsrichtung,weil ja die Masse m im Ruhestand bleiben will.
bei b) → Kräftegleichgewicht
Schubkraft minus Gewichtskraft minus Trägheitskraft
Fs-Fg-F
Fs=Fg+F=m*g+m*a=m*(g+a)
Fs=Schubkraft wirkt nach oben in Bewegungsrichtung
Fg=Gewichtskraft,wirkt nach unten entgegen der Bewegungsrichtung ,neagtiv
F=m*a Trägheitskraft,wirkt nach unten entgegen der Bewegungsrichtung,negativ
Alle 3 Kräfte Vektoraddition) stehen dann im Gleichgewicht
Die Summe aller Kräfte in einer Richtung ist zu jedem Zeitpunkt gleich NULL
![](https://images.gutefrage.net/media/default/user/9_nmmslarge.png?v=1551279448000)
![](https://images.gutefrage.net/media/default/user/9_nmmslarge.png?v=1551279448000)
![](https://images.gutefrage.net/media/user/Bellefraise/1671120153145_nmmslarge__27_32_225_225_5b1ce7a9d0a5b3e5f6c9a432750dd15f.jpg?v=1671120153000)
die Angabe bezieht sich auf die effektive Beschleunigung... also der Flug startet mit 30m/s^2
![](https://images.gutefrage.net/media/default/user/9_nmmslarge.png?v=1551279448000)
kann ich also mit den Formeln zu Bewegungen mit konstanter Beschleunigung wie v=a*t arbeiten, oder muss ich etwas beachten?
![](https://images.gutefrage.net/media/user/Bellefraise/1671120153145_nmmslarge__27_32_225_225_5b1ce7a9d0a5b3e5f6c9a432750dd15f.jpg?v=1671120153000)
her gehts tatsächlich nur mit der konst Beschleunigung. wenn a nicht const , dann wird alles deutlich aufwändiger
könntest du aber vielleicht nochmal die b) erklären, weil wirkt die Beschleunigung a nicht der Erdbeschleunigung entgegen?