Freier Fall mit konstanter Geschwindigkeit

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actany Auf diesen Beitrag antworten »
Freier Fall mit konstanter Geschwindigkeit
Meine Frage:
Fallschirmspringer springt aus dem Flugzeug. Seine Geschwindigkeit nimmt zunächst rascht zu. Nach ca. 10s (Fallschirm noch geschlossen) erreicht er eine bestimmte Höchstgeschwindigkeit (ca. 180 km/h). Bewegungszustand ändert sich dann nicht mehr.

Berechne Luftwiderstandbeiwert cw

geg: Dichte = 1,2041 kg/m^3 ; Querschnittfläche A=0,175m^3

Meine Ideen:
Formel Luftwiderstand: FL= 1/2 * A * v² * cw *

ich habe zwei unbekannte! ich komme nicht weiter!
Bürgi Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Vektoren
Guten Abend,
Zitat:
Bewegungszustand ändert sich dann nicht mehr.

Auf den Stürzer wirken keine beschleunigenden Kräfte, d.h., die Gewichtskraft des Körpers und der Luftwiderstand heben sich auf.

Ich habe weder vom Fallschirmspringen noch von Physik die große Ahnung. Aber vielleicht kannst Du mit diesem Hinweis etwas anfangen ...? verwirrt
actany Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Vektoren
also ist dort ein Freier fall vorhanden?
Hausmann Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Vektoren
Hier eine praktisch identische Frage: http://www.physikerboard.de/ptopic,234031.html#234031
Dopap Auf diesen Beitrag antworten »

ich gebe dir recht: ohne Masse des Springers ist das nicht eindeutig.
Bürgi Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Vektoren
Hallo,

als Fallschirmspringer würde ich jedenfalls Wert auf einen freien Fall legen Big Laugh

Sorry.
Ja natürlich liegt ein freier Fall vor, der allerdings abgebremst wird. Theoretisch hätte der Springer nach 10 s Fallzeit (ohne bremsende Luft!) eine Geschindigkeit von ca. 100 m/s, das sind ca. 360 km/h.
Also irgendetwas passt mit Deinen Zahlen nicht so richtig.
 
 
actany Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Vektoren
Leider habe ich nur das hier vom Lehrer bekommen. unglücklich
actany Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Vektoren
Zitat:
Original von Hausmann
Hier eine praktisch identische Frage: http://www.physikerboard.de/ptopic,234031.html#234031


Leider ist das mir dort nicht Hilfreich unglücklich
Dopap Auf diesen Beitrag antworten »

dann nimm eben m=80kg an. smile
actany Auf diesen Beitrag antworten »

Ich darf leider keine Werte ausdenken.
Dopap Auf diesen Beitrag antworten »

dann bestimme eben den Luftwiderstandsbeiwert ( als Funktion ) in Abhängigkeit von der Masse:

Augenzwinkern

----------------------

edit: was heißt hier: darf ich nicht ? Du darfst alles was die Sache voran bringt, oder ist auf deiner Schule mitdenken nicht erwünscht unglücklich
actany Auf diesen Beitrag antworten »

Wie kann ich diese Funktion erstellen? Ich kenne mich hiermit nicht so aus.
Dopap Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Vektoren
Zitat:
Original von actany

Meine Ideen:
Formel Luftwiderstand: FL= 1/2 * A * v² * cw *

ich habe zwei unbekannte! ich komme nicht weiter!


die Formel ist och schon mal in Ordnung. Wie oben schon erwähnt, gilt betragsmässig Gewicht = Luftwiderstand.

mit g=9.80665 m/s^2

jetzt die Konstanten einsetzen und nach auflösen
actany Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Vektoren
Zitat:
Original von Dopap

die Formel ist och schon mal in Ordnung. Wie oben schon erwähnt, gilt betragsmässig Gewicht = Luftwiderstand.

mit g=9.80665 m/s^2

jetzt die Konstanten einsetzen und nach auflösen









und nun?
zwei unbekannte immer noch!?
Dopap Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Vektoren
Zitat:
Original von actany



und nun?
zwei unbekannte immer noch!?


1.) für v solltest du einsetzen, damit alle Einheiten auf den Grundgrößen basieren.
Wir wollen jetzt nicht in Mathe über die Einheitendiskussion gehen. Es genügt das Zahlenergebnis.

2.) eine Funktion schreibt man z.B. so: f(x)=3x+6

und wo sollten jetzt 2 Variable vorhanden sein ??

das korrigierte Ergebnis ist nun:




Du darfst jetzt alle Zahlen zusammenfassen.
actany Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Vektoren





und nun? keine masse vorhanden!
Dopap Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Vektoren


Zitat:
und nun? keine masse vorhanden!


aber, du könntest wie bei jeder Funktion ein paar Werte für m einsetzen. Das ist ja der Witz.

----------------------

@mod: der titel : freier Fall mit konstanter Geschwindigkeit würde deutlich besser passen.
actany Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Vektoren


sagen wir es sind 80 kg




dann ist cw = 2,97953421

ist der nicht zu groß!?
Dopap Auf diesen Beitrag antworten »

das Ergebnis ist mathematisch korrekt smile

Physikalisch wohl nicht, mir ist die Querschnittsfläche mit 0.175 m^2 deutlich zu gering.

Aber: ein Mensch ist nun mal aerodynamisch gesehen kein Stromlinienkörper Big Laugh
actany Auf diesen Beitrag antworten »

Achso ok. danke sehr!!

noch eine frage dazu:
Wie groß ist die Fallgeschwindigkeit bei ein Fallschirmspringer mit doppeltem Gewicht unter ansonsten identischen Bedingungen?



!?
Hausmann Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von Dopap
Physikalisch wohl nicht, mir ist die Querschnittsfläche mit 0.175 m^2 deutlich zu gering.

Warum? Das würde bei angenommenem kreisförmigen Querschnitt einem Durchmesser von knapp 50 cm entsprechen (senkrechter Fall vorausgesetzt). Das physikalische Problem scheint mir eher in der großen Spannweite / Unsicherheit der cW selber zu liegen. mfG

PS und ganz nebenbei: Ich staune über die konsequente Vermeidung physikalischer Einheiten in diesem Board; dürfen Mathematiker sowas nicht? smile
actany Auf diesen Beitrag antworten »

handschriftlich verwende ich die einheiten Augenzwinkern
Dopap Auf diesen Beitrag antworten »

wenn wir die Aufgabe allgemein mit cw(m) rechnen würden könnte es kompliziert werden.
Ich empfehle deshalb, sich auf eine konkrete Masse zu beschränken, z.B. m=60 kg und dann cw konkret zu bestimmen und dann mit mit der doppelten Masse ein neues v zu bestimmen.

Ohne Rechnung: ich tippe auf das der Geschwindigkeit, da der Luftwiderstand quadratisch mit der Geschwindigkeit zunimmt.

@Hausmann: wenn ich mich so im Schattenbild anschaue, dann kommen mir die 0.175 m^2 als zu klein vor. Big Laugh
w.g. Einheiten: wenn wir solche Aufgaben konsequent physikalisch angehen, dann werden die schnell geschlossen. Dieser Thread ist wohl nur noch deshalb offen weil engagierte Hilfe geleistet wird...
actany Auf diesen Beitrag antworten »

bedeutet das dann, z.b. bei 80 kg ist cw= 2 und v = 50 wenn jetzt bei 190 kg cw = 2 ist dann v = 50 gleich?
Dopap Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von actany
bedeutet das dann, z.b. bei 80 kg ist cw= 2 und v = 50 wenn jetzt bei 190 kg cw = 2 ist dann v = 50 gleich?


das Doppelte von 80 ist 160!

nach meiner ad-hoc Meinung wäre dann

unter der Voraussetzung, dass die Querschnittsfläche und der Luftwiderstandsbeiwert gleich bleiben, was mindestens bezüglich der Querschnittsfläche nicht plausibel wäre.
Hausmann Auf diesen Beitrag antworten »

OT
Zitat:
Original von Dopap
@Hausmann: wenn ich mich so im Schattenbild anschaue, dann kommen mir die 0.175 m^2 als zu klein vor. Big Laugh

Auch wenn die Lichtquelle direkt über Dir steht, enge Bekleidung, Arme anliegend, Blick geradeaus? :-)

Natürlich gehören physikalische Finessen nicht hierher, aber grobe Schnitzer gegenüber dem Schulstoff (wie zum Beispiel die inzwischen "verbesserte" Überschrift) müssen auch nicht sein und was die Einheiten angeht - das kann von mir aus jeder mit sich ausmachen.

mfG!
Dopap Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von Hausmann
OT
Natürlich gehören physikalische Finessen nicht hierher, aber grobe Schnitzer gegenüber dem Schulstoff (wie zum Beispiel die inzwischen "verbesserte" Überschrift) müssen auch nicht sein und was die Einheiten angeht - das kann von mir aus jeder mit sich ausmachen.

mfG!


über den Schulstoff kann ich nichts sagen.

und warum sollte /Geometrie/Vektoren nicht zu /Analysis/ freier Fall mit konstanter Geschwindigkeit abgeändert werden ?

letzteres ist doch meilenweit besser.

So langsam gehst du mir auf den Senkel . Big Laugh
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