Physikaufgabe

[Faultier]

Hi

Das ist ne Aufgabe aus ner Physikklausur.

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Unmittelbar über einem großen Ball befindet sich ein kleiner Ball.
Beide Bälle Fallen ohne änderung ihrer Position aus der höhe h zur Erde.
Beide Bälle springen danach zurück.
Bestimmen Sie die Höhe, auf die der kleine Ball springt.
Die Stoßprozesse erfolgen komplett elastisch. Verstehen Sie "groß" und "klein" bei dieser Aufgabe als: die kleine Masse ist gegenüber der großen zu vernachlässigen.

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Wie würdet ihr diese Aufgabe angehen und zu welchem Ergebnis kommt ihr?

MfG

Faultier

 

[dutchman2006]

Entweder ich bin jetzt komplett blöd, oder ich hab recht. Denn ich würde sagen: Hier auf ein genaues Ergebnis zu kommen ist aufgrund der äußerst schwammigen Angaben unmöglich.
Oder aber: Die Sprunghöhe des kleinen Balls ist 0, da der unmittelbar große darüber den Sprung nach oben des kleinen verhindert.

//Edit: Haha, wie in deiner Signatur: "Es ist unmöglich, aber machbar" xD

 

[lookshe]

Naja, es ist wohl eher eine theoretische Betrachtung.

Beide Bälle direkt übereinander heisst ja, dass der große aufkommt und wieder hochspringt. Da dann aber gleich der kleinere dran ist, gibt er seine Energie für den Aufstieg an diesen weiter. Der kleine Ball hat im selben Moment auch den Aufprall und springt wieder hoch. Nur zusätzlich noch mit der Kraft des großen Balles. Theoretisch, mit Vernachlässigung aller Umwelteinflüsse, Luftreibung etc, sollte der kleine Ball auf die doppelte Höhe springen, also 2*h und der große am Boden liegen bleiben.

PS: sicher bin ich nicht, sind nur paar verbliebene Kenntnisse aus Physik-LK.

 

[dutchman2006]

Achja . hupps, der kleine ist ja über dem großen und nicht umgekehrt sry

 

[:::Lük:::]

...was auch nichts daran ändern würde das die Aufgabe keinesfalls unmöglich ist.
Logischerweise müste der große Ball dann h/2 erreichen.

 

[Executor]

ich glaube ball 1 (groß) wird die höhe a erreichen, ball 2 die höhe 2a. Ich glaub so war das, wenn der kleine ball halb so groß ist wie der große.

 

[lookshe]

Original von Executor
ich glaube ball 1 (groß) wird die höhe a erreichen, ball 2 die höhe 2a. Ich glaub so war das, wenn der kleine ball halb so groß ist wie der große.

Es geht hier aber eher um das Verhältnis große zu kleiner Masse, deswegen sind keine Angaben über die genauen Größen gemacht.

 

[bad_alloc]

und der große am Boden liegen bleiben.

der hat ja auch noch energie die er nicht komplett abgibt, dh springt er auch noch etwas
also springt der große ball (B) die höhe a, der kleine ebenfalls seine höhe vom ausgangspunkt des anderen balls ... siehe anhang

Will noch anmerken dass ich kein physiker bin, ist nur meine persönliche theorie

 

[benwilliam]

wenn der kleine Ball von der Masse her im vergleich zum großen vernachlässigbar ist und der große Ball beim wieder hochfliegen die Energie an den kleinen weitergibt, dann würde der kleine Ball doch einfach davon fliegen, oder etwas nicht?

d.h. der kleine Ball würde so viel vom großen Ball an Energie bekommen das dieser die Erde verlässt

 

[Banur]

IMHO spielt die Gewichtskraft da auch noch mit rein.

Habs gefunden: http://www.fh-muenchen.de/home/fb/fb06/labors/lab_didaktik/m-7-3.htm (bssl anders)

 

[Harry Boeck]

Ich gehe mal eine Wette ein: Der aufgabenstellende Lehrer möchte auf eine ganz einfache pauschale RELATIVE Betrachtung hinaus: Während für den großen Ball der noch extrem viel größere Planet, auf dessen Oberfläche er aufprallt, eine leicht herzuleitende Wirkung hat, während er mit dem Planeten eine Art System bildet, soll wohl davon ausgegangen werden, daß unabhängig davon der kleine Ball gegenüber dem großen ein ähnliches System bildet und unabhängig davon betrachtet werden darf...

Was passiert mit dem großen Ball beim Aufprall?
Er bekommt eine Änderung seines Geschwindigkeitsvektors um das Doppelte dessen, was seiner Fall-Geschwindigkeit im Moment des Aufpralls entspricht: Sein Geschwindigkeitsvektor wird ins Negative umgekehrt. Womit er selbst (bei all den angesetzten Idealisierungen und Vereinfachungen) auf nichts anderes als seine Ausgangshöhe über dem Planetenboden zurückkehren kann: Die kinetische Energie in Bezug auf den Ruhepunkt des Schwerefeldes ist nach Negierung des Geschwindigkeitsvektors vom Betrag identisch - nur halt entgegengesetzt gerichtet.

Der kleine Ball erlebt dabei im Relativsystem gegenüber dem großen Ball folgendes: Urplötzlich springt ihm der große Ball mit dem doppelten von dessen Aufprallgeschwindigkeit (v) gegenüber dem Planeten entgegen. (In diesem Moment soll der kleine Ball gerade eben noch mit der Aufprallgeschwindigkeit in Richtung Planet unterwegs sein, während der große soeben begonnen hat, mit genau dieser Geschwindigkeit zurückzuspringen.) Der kleine prallt also doppelt so schnell wie der große gegenüber dem Planeten auf den großen Ball. Er dreht beim Zurückspringen diesen Geschwindigkeitsvektor gegenüber seinem "Gegner" (!) um. Er fliegt jetzt also mit 2*v vom großen weg, der seinerseits schon mit v vom Planeten weg fliegt. Das entspricht gegenüber dem Planeten der 9-fachen (kinetischen) Energie pro Masse gegenüber dem großen Ball.

Damit sollte es trivial sein, die zukünftige Höhe des kleinen Balls zu erkennen...