asinus

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Pistolenschuss

 

Hi Mathefreaker!

 

Ich nehme an, dass die der Luftdruckpistole zugeordnete Energie, beim Abschuss voll auf das Geschoss übertragen wird. Der Strömungswiderstand vom Geschoss ist vom Quadrat der Geschwindigkeit abhängig. Da die Geschwindigkeit, also auch der Strömungswiderstand, während des Fluges abnimmt (berechenbar), wird die Berechnung für mich zu kompliziert (Differenzialgleichung).

Die Beantwortung deiner Fragen erfolgt deshalb ohne Berücksichtung des Strömungswiderstands.

 

a) Entfernung, die das Projektil erreichen wird.

Anfangsgeschwindigkeit

\(E=\dfrac{mv^2}{2}\\ 16J=\dfrac{8,65g\cdot v^2}{2}\\ v=\sqrt{\dfrac{2\cdot 16J}{8,65g}\cdot \dfrac{kg\cdot m^2}{J\cdot s^2}\cdot \dfrac{1000g}{kg}}\\ \color{blue}v_{16}=60,823\ m/s \)

 

Flugzeit

Die in der Zeit t erreichte Höhe ist gleich der Fallstrecke des Geschosses.

\(h=v\cdot t\cdot sin \ 30^\circ=\frac{g}{2}t^2\\ \frac{g}{2}t^2-v\cdot t\cdot 0,5=0\\ (\frac{g}{2}t-0,5v)\cdot t=0\\ \frac{g}{2}t-0,5v=0\\ t=\dfrac{0,5v\cdot 2}{g}=\dfrac{60,823m\cdot s^2}{s\cdot 9,807m}\\ \color{blue }t=6,202s\)

 

Entfernung

\(s=v\cdot t\cdot cos\ 30^\circ=\dfrac{60,823m\cdot 6,202s\cdot cos\ 30^\circ}{s}\\ \color{blue}s=326,684m\)

 

Erstmal Pause. Wird aber fortgesetzt. Übrigens, bist Du Sportschütze?

 

b) Was wäre, wenn die Luftpistole 160 Joule hätte?

\(E=\dfrac{mv^2}{2}\\ v_{160}=\sqrt{\dfrac{2E}{m}}=\sqrt{\dfrac{2\cdot 160J}{8,65g}\cdot \dfrac{kg\cdot m^2}{J\cdot s^2}\cdot \dfrac{1000g}{kg}}\\ \color{blue}v_{160}=192,339\ m/s\)

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4 Mei 2023