Physik Skifahrer Geschwindigkeit, Strecke... | Forum Physik
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Physik Skifahrer Geschwindigkeit, Strecke...

Frage: Physik Skifahrer Geschwindigkeit, Strecke...
(3 Antworten)


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Auf beiden Seiten eines Tals stehen Berge. Der Linke 750 meter höher als Tal, der Rechte 850 m über Tal.

Skifahrer startet aus Stand von Spitze des höheren Berges, fährt ins Tal und direkt auf den anderen Berg hoch. Hangneigung überall 30°. ( Reibung wird vernachlässigt)
a) Berechne Geschwindigkeit , mit welcher der Skifahrer auf dem niedrigeren Berg ankommt.
b)Beweisen sie das die gefahrene Stecke von Spitze zu Spitze S=3,2 km ist
c) Für welchen Gleitreibungskoeffizienten µG zwischen Skiern und Schnee würde der Skifahrer gerade so bis zur Spitze des niedrigeren Bergs kommen?
Ich muss ehrlich sagen ich kann keine dieser Fragen beantworten egal wie ich es versuche, wäre über jede Hilfe dankbar
Frage von Physiknoob95 | am 02.06.2017 - 09:22


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29
Antwort von n8flug (ehem. Mitglied) | 03.06.2017 - 12:03
Also zu b) kann ich Dir Tips geben. Du malst eine Skizze mit 2 Dreiecken,
deren unterste Ecken sich exakt berühren, Wninkel jeweils 30 Grad ( also alpha = 30 grad), die Höhe der Dreiecke ist einmal 750 m, und einmal 850 m, musste halt einen anderen Maßstab nehmen, und zeichnest 7,5 cm und 8,5 cm, später umrechnen. Es handelt sich dabei um 2 rechtwinklige Dreiecke, deren Ecken sich unten berühren und die sozusagen Spiegelverkehrt sich gegenüber liegen. Gamma ist natürlich 60 grad. Du hast also alle Winkel und eine Seite, nämlich die Höhe des Berges. Achtung, ich habe die Bergspitze C genannt mit Winkel Gamma 60 grad, den unteren Berührungspunkt A mit Winkel Alpha 30 grad, Rest kannst Du dir ableiten. Gesucht ist dann die längste Seite b.
Seiten mit gleichem Buchstaben liegen der Ecke gegenüber.
Vielleicht kann man es auch errechnen.
Sonst google mal Dreieckskonstruktionen.
Es ist eine reine Geometrieaufgabe. Die Zeichnung sieht zwar komisch aus, weil der Skifahrer unten einen Knick fahren muß, lol, aber das Tal ist hier eben nur auf einen Punkt beschränkt.
Den Aufgabenteil solltest Du jetzt lösen können.


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Antwort von Mathe3 | 03.06.2017 - 16:55
Bei a) musst Du einfach nur die Energieerhaltung nutzen. Setze das Nullniveau für die potenzielle Energie einfach auf die Höhe des tieferen Berges. Dann ist das sehr kurz.

b) Oder nutze einfach den Satz des Pythagoroas bzw. Sinus und Kosinus.
sin(alpha)=GK/H,.... Damit kannst Du die beiden Diagonalen des Dreiecks berechnen.
Addiere die beiden Längen und Du bist fertig.

c) Das müsste glaube ich gehen mit Energieänderung = integral F(s)ds, wobei du ja die Länge des Weges in b) berechnet hast.
Es gilt hierbei F=μG*FN. Die Normalkraft kannst Du leicht durch die Gewichtskraft und den angegebenen 30°Winkel berechnen. Die wirkende Kraft im Integral ist also konstant.
Somit kannst Du das Ganze schnell einsetzen. Die Energieänderung hast du im Prinzip in a) schon gesehen. Nun nur noch nach μG freistellen.

Bin gespannt auf Deine Ansätze hier im Forum.


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Antwort von Physiknoob95 | 06.06.2017 - 15:05
Perfekt vielen dank euch beiden!

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