f)
Die Geschwindigkeit \({v_{y\rm{W}}}\) des Körpers beim Aufprall auf den Boden erhält man, indem man die Wurfzeit \({t_{\rm{W}}}\) aus Aufgabenteil c) in das Zeit-Geschwindigkeits-Gesetz \({v_y}(t) ={v_{y0}}-g \cdot t\) einsetzt. Damit ergibt sich
\[{v_{y{\rm{W}}}} = {v_y}({t_{\rm{W}}}) = {v_{y0}} - g \cdot {t_{\rm{W}}} \Rightarrow {v_{y{\rm{W}}}} = 20\frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}} - 10\frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}} \cdot 4, 0{\rm{s}} =- 20\frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}}\]
Der Körper hat also beim Aufprall auf den Boden eine Geschwindigkeit von \(-20\frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}}\). g)
Die Steigzeit \({t_{\rm{S}}}\) berechnet man mit Hilfe der Tatsache, dass am höchsten Punkt der Bahn des Körpers die Geschwindigkeit des Körpers \(0\frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}}\) ist.
- Senkrechter wurf nach oben aufgaben mit lösungen youtube
Senkrechter Wurf Nach Oben Aufgaben Mit Lösungen Youtube
Setzt man dann in den sich ergebenden Term die Höhe \({y_2} = 5{\rm{m}}\) ein, so ergibt sich
\[{t_2} = \frac{{ - 5\frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}} + \sqrt {{{\left( {5\frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}}} \right)}^2} - 2 \cdot 10\frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}} \cdot \left( {5{\rm{m}} - 20{\rm{m}}} \right)}}}{{10\frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}}}} \approx 1, 3{\rm{s}}\]
Der Körper befindet sich also in einer Höhe von \(5{\rm{m}}\) nach \(1, 3{\rm{s}}\). Senkrechter Wurf eines Steins - Abitur Physik. c)
Die Fallzeit \({t_{\rm{F}}}\) ist der Zeitpunkt, zu dem sich der fallende Körper auf der Höhe \({y_{\rm{F}}} = 0{\rm{m}}\) befindet. Ihn erhält man, indem man das Zeit-Orts-Gesetz \(y(t) = {y_0} - {v_{y0}} \cdot t - \frac{1}{2} \cdot g \cdot {t^2}\) nach der Zeit \(t\) auflöst (Quadratische Gleichung! ) erhält. Setzt man dann in den sich ergebenden Term die Höhe \({y_{\rm{F}}} = 0{\rm{m}}\) ein, so ergibt sich
\[{t_{\rm{F}}} = \frac{{ - 5\frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}} + \sqrt {{{\left( {5\frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}}} \right)}^2} - 2 \cdot 10\frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}} \cdot \left( {0{\rm{m}} - 20{\rm{m}}} \right)}}}{{10\frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}}}} \approx 1, 6{\rm{s}}\]
Die Fallzeit des Körpers beträgt also \(1, 6{\rm{s}}\).
Damit ergibt sich
\[{t_3} =-\frac{{5\frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}} + \left( {-10\frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}}} \right)}}{{10\frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}}}} = 0, 5{\rm{s}}\]
Der Körper hat also eine Geschwindigkeit von \(-10\frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}}\) nach \(0, 5{\rm{s}}\). f)
Die Geschwindigkeit \({v_{y\rm{F}}}\) des Körpers beim Aufprall auf den Boden erhält man, indem man die Fallzeit \({t_{\rm{F}}}\) aus Aufgabenteil c) in das Zeit-Geschwindigkeit-Gesetz \({v_y}(t) =-{v_{y0}}-g \cdot t\) einsetzt. Damit ergibt sich\[{v_{y{\rm{F}}}} = {v_y}({t_{\rm{F}}}) =-{v_{y0}} - g \cdot {t_{\rm{F}}} \Rightarrow {v_{y{\rm{F}}}} =-5\, \frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}}-10\frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}} \cdot 1{, }6\, {\rm{s}} =-21\, \frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}}\]Der Körper hat also beim Aufprall auf den Boden eine Geschwindigkeit von \(-21\frac{\rm{m}}{\rm{s}}\).