Begegnung von Steinen in der Luft

  • Hi
    Habe eine Aufgabe die ich irgendwie nicht gelöst bekomm.
    Die Lösung ist bestimmt super einfach, aber mein Brain möchte einfach nicht :)

    Aufgabe:
    Ein Stein wird mit einer Geschwindigkeit v= 6,3m/s senkrecht nach oben geworfen.
    Ein Zweiter wird von einer Höhe h=3m fallen gelassen.
    In welcher Höhe und Zeit begegnen sich die Beiden?


    Hoffe ihr könnt helfen :)

    LG Tom

    • Offizieller Beitrag

    Bis zur Begegnung der beiden Steine sind beide die gleiche Zeit unterwegs: t1 = t2

    Die Strecke des fallenden Steines berechnet man nach dem Fallgesetz: s1 = (1/2)*g*(t1)²

    Die Strecke des in die Höhe geworfenen Steines berechnet sich: s2 = 6,3*t2 - (1/2)*g*(t2)²

    g ist hier die Erdbeschleunigung von 9,81 m/s² - die ich auf 10 m/s² gerundet habe.

    In dem Augenblick, in dem sich die beiden Steine begegnen, gilt: s1 + s2 = 3

    Folglich gilt nun dieser Ansatz:

    3 = (1/2)*g *(t1)² + 6,3*t2 - (1/2)*g*(t2)²

    Da t1 = t2 vereinfacht sich die Gleichung zu:

    3 = 6,3 *t

    t = 0,47619

    Nach 0,5 Sekunden (gerundet) begegnen sich die beiden Steine.

    Der fallende Stein hat dabei eine Strecke von s1 = 5*0,5² = 1,25 m zurückgelegt, der andere von 1,75 m.

    Nachtrag: Durch den Rundungsfehler ergeben sich Werte, die nicht genau passen.

    Wenn du mit dem obigen Wert die Probe machst, dann ergibt sich für den fallenden Stein eine Strecke von 1,133 m und für den geworfenen von 1,866 m. Hier beträgt die Differenz zur vorgegebenen Strecke von 3 m nur noch 0,001 m.

  • Danke für die Ausführliche Antwort

    Ich habe nur ein Problem, die Formeln die du verwendest kenne ich anders zb. s1 = (1/2)*g*(t1)² heißt bei mir h(t)= (1/2)*g*(t1)²
    Gibt es da Unterschiede oder ist s = h(t).

  • Ja das stimmt:)
    Hab nocheine letzte Frage.
    Wenn ich beispielsweise in einer Klausur, jenes hier schreibe s1 + s2 = 3 da will mein Lehrer doch wissen, warum da s1 und s2 3 ergeben.
    Wie kann ich dies rechnerisch am besten rüberbringen/beweisen?

    • Offizieller Beitrag

    Das habe ich versucht, oben zu erklären:

    s1 soll die Strecke sein, die der eine Stein fällt. s 2 soll die Strecke sein, die der andere Stein bis zur Begegnung hoch geworfen wird.

    Beide Strecken zusammen addieren sich zu 3 m, weil das so in der Aufgabe steht! (Ein zweiter wird von einer Höhe h = 3 m fallen gelassen.)