Physik: Person im Zug wirft Ball den Gang entlang. Gleichförmige Bewegungen.

Question

 

soll ich bei a) jetzt ein koordinatensystem machen?

Comments

Hallo,

 Aufagbe b.) Der Ball ist dann in Ruhe wenn v ( ball ) = v ( Zug )
und  der Ball entgegengesetzt der Fahrtrichtung geworfen wird.

  mfg Georg

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Wobei das immer davon abhängt welches Bezugssystem man betrachtet. Die Ballgeschwindigkeit ist für jemanden der draußen steht Null wenn sie für jemandem im Zug sitzend genau die negative Zuggeschwindigkeit. Für den der den Ball geworfen hat aber etwas weniger als die negative Zuggeschwindigkeit.

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@mathecoach

  in der Aufgabenstellung hieß es
" damit der Ball bezüglich des Bezugssystems Bahnhof in Ruhe ist "

  mfg Georg

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Dann hast du mich falsch verstanden oder ich habe mich missverständlich ausgedrückt.

der Ball hat im Bezugssystem die Geschwindigkeit Null und damit sicher einer andere als der fahrende Zug.

Damit gilt für das Bezugssystem Bahnhof NICHT v_Ball = v_Zug.

Der Ball hat im Bezugssystem Zug die Geschwindigkeit vBall = -vZug wobei hier der Zug das Bezugssystem Bahnhof hat :)

Noch verwirrender wird es jetzt, wenn ich jetzt die im Zug gehende Person als Bezugssystem nehme.

Ich habe die Aufgabe so interpretiert, dass jeder ein anderes Bezugssystem hat. Der Zug hat das Bezugssystem Bahnhof, die Person das Bezugssystem Zug und der Ball das Bezugssystem Person.

Um die Geschwindigkeit des Balls anzugeben muss man daher auch eigentlich angeben welches Bezugssystem der Ball haben soll. In der Fragestellung wurde kein Bezugssystem explizit genannt. 

Answer 1

Antwort mit KI erzeugt:

Titel der Frage: Physik: Person im Zug wirft Ball den Gang entlang. Gleichförmige Bewegungen.

Die Aufgabenstellung scheint darauf hinzudeuten, dass man über ein Bewegungsproblem innerhalb eines Zuges nachdenken soll, möglicherweise bezogen auf eine Person, die einen Ball den Gang entlang wirft. Ohne das Bild oder konkrete Angaben zu Geschwindigkeiten, Richtungen oder Entfernungen, basiere ich meine Antwort auf einem typischen Szenario unter Berücksichtigung der Informationen, die in der Frage vorgeschlagen werden.

Antwort auf die Frage:

Die Frage "soll ich bei a) jetzt ein Koordinatensystem machen?" impliziert eine Analyse der Bewegung, die in der Physik oft durch ein Koordinatensystem vereinfacht dargestellt wird. Ein Koordinatensystem hilft dabei, die Positionen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen von Objekten klar zu definieren. Die Antwort ist also, ja, ein Koordinatensystem kann sehr hilfreich sein, um die Aufgabe zu lösen.

1. Wahl des Koordinatensystems:

Für Bewegungsprobleme wählt man in der Regel ein Koordinatensystem, das die Analyse vereinfacht. In einem Zug, der sich geradlinig und gleichförmig bewegt, wäre ein sinnvolles Koordinatensystem eines, das sich mit dem Zug mitbewegt, d.h. ein Bezugssystem, in welchem der Zug selbst in Ruhe ist.

- x-Achse: Entlang des Gangs des Zuges. Positive Richtung in die Richtung, in die der Ball geworfen wird.
- y-Achse: Senkrecht zum Gang, in der Regel nach oben positiv definiert.

2. Anwendung des Koordinatensystems auf das Problem:

Wenn eine Person den Ball in Richtung des Gangs wirft, wäre die Bewegung des Balls relativ zum Zug (also im mitbewegten Koordinatensystem) nur von der Wurfgeschwindigkeit des Balls abhängig, da der Zug selbst in diesem Bezugssystem in Ruhe ist. Man könnte annehmen, dass sich der Zug relativ zur Erdoberfläche mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, aber diese Geschwindigkeit hat keinen Einfluss auf die Bewegung des Balls im Zug, solange der Zug seine Geschwindigkeit nicht ändert.

3. Bedeutung für die Berechnung:

Angenommen, die Person wirft den Ball mit einer Geschwindigkeit von \(v_{Ball}\) relativ zum Zug. Die Bewegung des Balls kann dann relativ zum Zug analysiert werden, ohne die Bewegung des Zuges selbst berücksichtigen zu müssen, da beide, der Ball und der Beobachter (Person, die wirft), sich mit der gleichen Geschwindigkeit zusammen mit dem Zug bewegen.

Zur weiteren Analyse der Bewegung könnte man die Gleichungen der gleichförmigen Bewegung verwenden:

\(s = v \cdot t + s_0\)

Dabei ist:
- \(s\) die zurückgelegte Strecke relativ zum Zug,
- \(v\) die Geschwindigkeit des Balls relativ zum Zug,
- \(t\) die betrachtete Zeit,
- \(s_0\) der Anfangsort des Balls relativ zum Zug (in der Regel als 0 angenommen, wenn man den Anfangspunkt der Bewegung als Ursprung des Koordinatensystems wählt).

Ein Koordinatensystem zu erstellen ist also ein praktischer erster Schritt, um solche physikalischen Probleme systematisch zu analysieren und zu lösen.