Physikübung 4: Freier Fall



Aufgabe:
Alice beobachtet durch das Fenster ihres Zimmers einen fallenden Ball. Dieser braucht 0,15s um am 1,5m hohem Fenster vorbei zu fliegen. Aus welcher Höhe ab der oberen Fensterkarte wurde der Ball fallen gelassen?

Lösung:
Gegeben: Δt=0,15s , h=1,5m
Gesucht: H

Wir verwenden einen Ansatz mit dem Energieerhaltungssatz. Die potentielle Energie wird in kinetische Energie umgewandelt.

Epot = Ekin
m·g·H = 1/2·m·v2
Daraus folgt, dass H = \frac{v_0^{2}}{2g}

Die Geschwindigkeit v0 ist unbekannt. Das ist die Geschwindigkeit, die der Ball an der oberen Fensterkante hat.

Es gilt allgemein die Bewegungsgleichung:
s(t) = v0·t + 1/2·a·t2

In unserem Fall ist s(Δt) = h = v0·Δt + 1/2·g·Δt2

Wir stellen diese Gleichung nach v0 um.

v0 = h/Δt1/2·g·Δt

Und setzen sie in die obere Gleichung ein.

H = 1/2g · ( h/Δt1/2·g·Δt ) 2

Somit lautet die Lösung H=4,37m.




2 Kommentare zu “Physikübung 4: Freier Fall”

  1. Julia Koggam 21. April 2018 um 19:32 Uhr

    hallo, danke für die Erklärung,
    jetzt ist mir einiges klarer geworden. Trotzdem hätte ich eine Frage: Wo ist denn die Potenz nach t beim vorletzten Schritt geblieben? Das versteh ich nicht ganz :/
    lg

  2. Maximam 21. April 2018 um 20:42 Uhr

    Hallo Julia,

    die Gleichung h=v0·Δt + 1/2·g·Δt^2 wird durch Δt geteilt: h/Δt = v0 + 1/2·g·Δt und jetzt nach v0 umstellen: h/Δt – 1/2·g·Δt = v0

    Hoffe, das hilft :)

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