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Physikfrage


 
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ripley



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BeitragVerfasst am: 26.06.2013, 07:39
BeitragTitel: Physikfrage
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Ich hab da mal wieder eins von Juniors Gedankenspielen, die er so gerne beim Autofahren raushaut. Vielleicht hat jemand Lust, mitzuknobeln?
Ist mathefrei, es geht ums physikalische Prinzip.

Auf der Erdoberfläche wird ein beliebiger Körper (nehmen wir eine Kugel) mit 9,81 - vereinfacht 10 - m/ss beschleunigt (ich kann hier keine Zahlen hochstellen, also verzeiht mir das ss für "Sekundenquadrat").

Uns interessiert die Beschleunigung, wenn die Kugel unter idealen Bedingungen (reibungsfrei, widerstandsfrei) eine schiefe Ebene herunterrollt.

EIGENTLICH dachte ich spontan, die Erdbeschleunigung müsste unter Reibungsfreiheit immer auch die Beschleunigung der Kugel in Richtung Erdmittelpunkt ergeben. Das aber müsste dann dazu führen, dass je flacher die Ebene ist, desto höher müsste die Beschleunigung auf der Ebene bzw. der Strecke, die die Kugel TATSÄCHLICH zurücklegt, sein.

Das aber klingt unlogisch und unphysikalisch, speziell wenn man sich die Grenzfälle vorstellt, dass der Winkel der "schiefen" Ebene zur Erdoberfläche sich a) dem 90°-Winkel (also einer Senkrechten) nähert, b) gegen 0° geht.
Nach obiger Annahme müsste die Kugelauf der 90°-"Ebene" nämlich mit unseren 10 m/ss beschleunigt werden, auf der 0°-Ebene erheblich mehr. DAS aber ist Unfug.

Also - wo ist mein Denkfehler? (ich erinnere dunkel, da war was mit Vektoren, aber ich weiß nicht mehr, wie die sich zusammensetzen ...)
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LG
Ellen
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Physikus
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BeitragVerfasst am: 26.06.2013, 08:58
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Dein Ansatz ist richtig. Man muss die Erdbeschleunigung bzw. Gewichtskraft vektoriell zerlegen in eine Komponente senkrecht zur Ebene und eine parallel zur Ebene. Nur parallel beschleunigt.

Die Beträge sind dann sin bzw. cos des Winkels mal Erdbeschleinigung.

Viele Grüße
Physikus

PS.: Alt Gr 2 = ²
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jutta
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BeitragVerfasst am: 26.06.2013, 09:10
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Toll, sowas kann ich so gar nicht. Hört sich aber klasse logisch an. Ich frage mich, woher meine Jungs sowas können und mögen.... green
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Jutta
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ripley



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BeitragVerfasst am: 26.06.2013, 09:29
BeitragTitel:
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Physikus hat folgendes geschrieben:
Dein Ansatz ist richtig. Man muss die Erdbeschleunigung bzw. Gewichtskraft vektoriell zerlegen in eine Komponente senkrecht zur Ebene und eine parallel zur Ebene. Nur parallel beschleunigt.

Die Beträge sind dann sin bzw. cos des Winkels mal Erdbeschleinigung.

Viele Grüße
Physikus

PS.: Alt Gr 2 = ²

Aha!
Ja, beim Hunde-Spaziergang eben klingelte auch bei mir etwas.

Noch mal gucken, ob ich es richtig verstanden habe.

Es wirkt eine Beschleunigung auf den Körper ein, die ich zerlegen muss in / berechnen muss aus ...
a) einer senkrecht/"lotrecht" Richtung Erdmittelpunkt wirkende (Gravitation) Beschleunigung von 10 m/s² (9,81 m/s²)
b) einer waagrecht (parallel zur Erdoberfläche) wirkende Beschleuningung von 0 m/s² (zumindest, solange ich die Kugel nicht anschubse)

Richtig?

Danke für Hilfe! Und fürs Erklären, wie man Exponenten darstellt!
_________________
LG
Ellen
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Physikus
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BeitragVerfasst am: 26.06.2013, 10:05
BeitragTitel:
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Fast richtig.

Die lotrechte Erdbeschleunigung wird in 2 Komponenten zerlegt. Die eine ist senkrecht zur Ebene und wirkt nur als Last. Die parallel zur (schiefen) Ebene beschleunigt.

Bei horizontaler Ebene folgt dann volle senkrechte Gewichtskraft und null horizontale Beschleunigung.
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ripley



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BeitragVerfasst am: 26.06.2013, 18:24
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Dankeschön nochmal!

Auch im Namen von Junior!
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LG
Ellen
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ripley



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BeitragVerfasst am: 22.04.2014, 11:48
BeitragTitel:
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Noch eine Frage, die wir innerfamiliär mit unseren Physik-Kenntnissen nicht klären können.

Gestern Abend haben wir "pädagogisch wertvoll" ferngesehen: Transporter 3. Nur einen Ausschnitt, aber der lässt uns grübeln. Darin wird des Helden A8 (Leergewicht gute 2 to) in einem Gewässer versenkt, mit dem Helden drin. Oben auf der Brücke stehen die Bösewichte und feuern auf den Helden.
Der Held hat Bond gesehen und weiß somit, wie man ohne Auftauchen an Atemluft kommt: er befreit sich aus dem Wagen und atmet aus den Reifenventilen. So weit, so gut, so schon gelernt.

Dann aber holt der Held aus dem Kofferraum ein lufdichtes Irgendwas (sah aus wie ein großer, langer Sack), befüllt dieses "Sack-Etwas" mit der restlichen Reifenluft (aus mindestens zwei Reifen) und hängt das nun geblähte Etwas ans Auto. Und, klar, des Helden Auto, das ja selbst "Held" des Films ist, steigt, von diesem Luft-Etwas mit Auftrieb versehen, aus den Fluten empor. (Auch wunderschön geradegerichtet, aber das nur nebenbei.)

So, und wir fragen uns, ob das mit dem Luftsack und der Autobergung so überhaupt möglich ist. Gatte meinte, dann hätte ja die Luft auch in den Reifen diesen Auftrieb haben müssen.
Sohn meint, nein, die Luft im Sack sei ja weniger komprimiert als die im Reifen, habe daher den stärkeren Auftrieb.
Ich selbst bin unentschlossen, weiß aber aus einem (kleinen Anfänger-)Tauchkurs noch vage, wie sehr schon das bisserl Luft, das man aus der Flasche mit normalem Atemdruck in die Lunge zieht, einen hochheben kann (mittels Atmung tarieren, also auf einer Höhe bleiben, finde ich gar nicht so einfach). Die Luft in der Flasche (viel mehr als in Tauchers Lunge) hingegen ist so komprimiert, dass sie KEINEN weiteren Auftrieb gibt (die nackte gefüllte Flasche versinkt).

Wie ich gerade sehe, sind wir nicht soooo ungewöhnlich - die Frage kam schon auf, scheint mir aber noch nicht ganz geklärt: http://www.imdb.com/title/tt1129442/board/nest/146345715?p=1

Nun bitte die Cracks vor!
Grundsätzliche Argumente für "geht" vs. "geht nicht" werden genauso gerne genommen wie (falls jemand sich daran die Geisteskrallen schärfen will) Berechnungen.
Für Rechenbegierige: Der Transporter fährt wie gesagt einen A8, Google munkelt, die genaue Typenbezeichnung sei A8 W12, dann hätte der Wagen lt. Herstellerseite ein Leergewicht von 2150 kg und 255/45 R 19 Bereifung. Für Reifen dieser Größe wird im Netz ein Druck von 2,5 bar angegeben. Das Verdrängungsvolumen des (vollgelaufenen) Wagens kann ich leider nicht angeben - keine Ahnung.
Falls jemand für die Druckverhältnisse die Wassertiefe braucht ... aus dem Film würde ich auf eine Tiefe zwischen 5 und 10 m schätzen.
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Ellen
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Physikus
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BeitragVerfasst am: 22.04.2014, 12:40
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Dein Sohn hat recht.

Der Auftrieb ergibt sich aus der Gewichtskraft des verdrängten Wassers (abzüglich Gewicht der Luft, können wir vernachlässigen).

In 5m Tiefe herrscht ein Druck von 1,5 bar (1 bar Luftdruck plus 5m Wasser). Im Reifen ist die Luftmenge entsprechend 3,5bar (2,5 bar Überdruck plus Luftdruck). Bläst man nun den Luftsack damit auf, erhält man ein Volumen von 2 Reifen mal 3,5/1,5 (p*V=konst.) Die paar Liter reichen niemals für ein Auto.

Viele Grüße
Physikus
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ripley



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BeitragVerfasst am: 23.04.2014, 08:15
BeitragTitel:
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Danke Dir!
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Mubbi



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BeitragVerfasst am: 23.04.2014, 15:04
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Ich bin ja echt beeindruckt, wieviel sinnhaftes ihr aus solchen Filmen ziehen könnt... aha
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ripley



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BeitragVerfasst am: 23.04.2014, 16:09
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Mubbi, wenn Du wüsstest, wieviel durchaus noten- und lebensrelevantes Wissen und welch spannende Gesprächsthemen man aus "Schund" ziehen kann, würdest Du Deine entsprechenden Gelüste nicht so strikt unterdrücken green

http://www.welt.de/vermischtes/article124613205/Dr-House-gibt-Patient-lebensrettende-Diagnose.html
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Mubbi



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BeitragVerfasst am: 24.04.2014, 07:15
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haha
Gut, dann werd ich meine Abneigung gegen solche Sendungen dann mal wieder überdenken.. Mein Mann und mein Sohn werden sich sicher freuen ;)
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Auto, Spiele, Uni, USA



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