Physik Arbeit Vorbereitung geschlossen

[McBag]

Hallo Gemeinde,
ich schreibe morgen ne Physik Klausur und komme bei dieser einen Aufgabe nicht klar.
Ein Stein (m=5kg) fällt frei aus einer Höhe von 125m.
a) nach welcher Zeit hat er 40% seiner Fallstrecke durchfallen?
Wieviel % der Geschwindigkeit, mit der er auf dem Boden aufschlägt, hat er nach dieser Fallstrecke?
b) Mit welcher Geschwindigkeit trifft er auf den Boden auf, wenn er auf dem Mond aus dieser Hähe frei fällt (gMond=1,6 m/s^2)?
c) Aus welcher Höhe muss ein Körper auf den Mond frei fallen, damit er mit einer Geschwindigkeit von 50km/h auf der Mondoberfläche aufschlägt?
Formeln, die ich kenne:
s = g/2 * t^2
s = v/2 * t
v = gt
v = √(2g * s)
g = v / t
g =9,81 m/s^2
Nur wie bekommt man da jetzt die Masse rein, oder ist die egal?

 

[DragonFly44]

Masse ist irrelevant. Ihr habt als Bespaßung im Unterricht bestimmt auch die Fallversuche mit Eisenkugel und Feder gemacht.

Die von dir genannten Formel sind vor allem das Weg-Zeit-Gesetz und das Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz. (Die dritte, bzw. erste Formel von dir, aber Achtung die gelten nur für diesen Sonderfall, ansonsten kommen da immernochd ie Anfangszustände dazu) zu verwenden.

DragonFly44

 

[Das Dingo]

Masse ist irrelevant. Ihr habt als Bespaßung im Unterricht bestimmt auch die Fallversuche mit Eisenkugel und Feder gemacht.

Die von dir genannten Formel sind vor allem das Weg-Zeit-Gesetz und das Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz. (Die dritte, bzw. erste Formel von dir, aber Achtung die gelten nur für diesen Sonderfall, ansonsten kommen da immernochd ie Anfangszustände dazu) zu verwenden.

DragonFly44

Kann ihm nur zustimmen. Beim freien Fall interessiert die Masse eines Körpers nicht. Ist ja auch ablesbar an der Fallbeschleunigung von 9,81 m/s^2 , kommt ja keine Masse vor.

 

[McBag]

ich habe was zum freien Fall herausgefunden. Und zwar brauchst du dazu 2 Formeln:

1.) v = g * t (v = Geschwindigkeit, g = 9,81 m/s², t = Zeit)

2.) s = 1/2 * g * t² (also: "Weg gleich ein halb g mal t quadrat")

Was mich erstaunt hat, ist, daß in den Formeln keine Masse auftaucht. Das heißt der freie Fall ist unabhängig von der Masse. Nur bei sehr hohen Fallhöhen wirkt sich der Luftwiderstand aus. Aber das ist bei diesen Aufgaben vernachlässigbar.

Zur Aufgabe 2a)
40 % der Fallstrecke von 125 m sind 50 m, also s = 50 m
Löse die 2. Formel nach t auf und setze ein:
t = Wurzel aus (2*s/g)

Mit der 1. Formel kannst du die Geschwindigkeit nach 40 % der Fallstrecke ausrechnen, indem du die gerade berechnete Zeit t mit g multiplizierst.
Berechne wie oben die Zeit nach 125 m, d.h. wenn der Stein auf der Erde auftrifft, und setze das t wieder in die 1. Formel. Dann hast du die Geschwindigkeit des Steins, wenn er auf der Erde auftrifft.
Jetzt kannst du beide Geschwindigkeiten vergleichen. Die Geschwindigkeit, die der Stein hat, wenn er auf der Erde auftrifft, sind 100 %.

Zur Aufgabe 2b)
einfach in 1. Formel g= 1,6 m/s² einsetzen

Zur Aufgabe 2c)
Mit der 1. Formel kannst du die Zeit ausrechen (g = 9,81m/s², v = 50 km/h -> umrechnen in m/s)
t = v/g
Die berechnete Zeit t setzt du in die 2. Formel ein und berechnest s
also so?