0 Daumen
110 Aufrufe

Aufgabe:

Ein Astronaut mit Raumanzug (Masse m1 = 200kg), versehen mit Werkzeug (Masse m2 = 4kg), entfernt sich von der Raumstation mit einer konstanten Geschwindigkeit von 0,05m/s. Nach 30s merkt er, dass er vergessen hat die Verbindungsleine einzuhaken. Er schleudert sein Werkzeug mit v = 3m/s relativ zur Raumstation von dieser weg.

a) Gilt für diesen Vorgang Impulserhaltung? Begründen Sie!

b) Berechnen Sie, ausgehend von der Impulserhaltung, welche Geschwindigkeit der Astronaut hat, wenn er das Werkzeug weggeschleudert hat.

c) Wie lange dauert es, bis er die Raumstation wieder erreicht?

d) Welche Bewegung führt der Schwerpunkt aus Astronaut und Werkzeug nach dem Wegschleudern aus?


Problem/Ansatz:

zu a)

Von der Beschreibung her und dem was gegeben ist, würde ich von einem elastischen Stoß ausgehen

zu b)

Laut Impulserhaltung gilt:

m1v1+m2v2 = m1v1'+m2v2'

Nach Aufgabe sind m1 = 200kg; v1 = 0,05m/s; m2 = 4kg; v2 = 0m/s? Hier bin ich nicht sicher, weil das werkzeug ja eig auch 0,05m/s besitzt, aber im Bezug zum Astronauten eigentlich 0m/s ist...? und v2' = 3m/s.

Mit umformen nach v1' ergibt sich mir -0,01m/s.

zu c)

Fühlt sich irgendwie zu einfach an, aber mit v = s/t und ausgehend davon, dass sich der Astronaut mit v1 = 0,05m/s und 30s von der Station entfernt befindet, müsste sich ein zurückgelegter Weg von 1,5m ergeben mit v*t = 0,05m/s * 30s = 1,5m.

Umformen und Einsetzen von v1' = 0,01m/s sollte nun t = s/v = 1,5m/0,01m/s = 150s oder 2,5min sein.

zu d)

Unter Vernachlässigung von Reibung und Wiederstand im Weltraum müsste es ja eine geradlinge Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit sein?

Avatar von

1 Antwort

0 Daumen
 
Beste Antwort

Hallo

zu a) der Vorgang muss nicht elastisch sein und ist es wohl nicht, Impulserhaltung gilt immer, (folgt hier auch aus Kraft= Gegenkraft)

b= richtig ist das Werkzeug hat auch 0,05m/s, da du ja v relativ zur Raumstation angibst.  vom Astronauten aus sind v1 und v2=0  und die Raumstation hat v=-0.05 so kannst du auch rechnen.

Gruß lul

Avatar von 32 k

Grüße lul! Lieben Dank für deine Antwort nur so ganz vorstellen kann ich es mir noch nicht, da in der Aufgabe die Geschwindigkeit des Astronauten ja gegeben wird. Kannst du es mir evtl. einmal vorrechnen zum besseren Verständnis?

Astronautin und Werkzeug je 0,05m/s positive Richtung von Raumschiff weg, Entfernung nach 30s 1,5m

damit Impulssatz 204kg*0,05m/s=200kg*vA+4kg*3,0m/s gibt vA=-1,8/204 m/s

damit fliegt sie die 1,5m also braucht sie t=1,5m*204/1,8 s =170s

Guß lul


Es sollte wohl -1,8/200 m/s heißen.

Gruß Enano

Hallo Enano

Danke für die Verbesserung

lul

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Nanolounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community