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Beschleunigung, Planetenbewegungen, ?Physik?

Schüler Gymnasium, 10. Klassenstufe

Tags: beschleunigte Bewegung, Beschleunigung, Physik, Zeit

 
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hoffe1899

hoffe1899 aktiv_icon

22:02 Uhr, 20.03.2011

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Hallo!
Lerne grade für eine Physikklausur.
Komme allerdings bei einer Aufgabe gar nicht weiter, es geht um Planetenbewegungen und gravitation.
Die Aufgabe lautet:
Ein Meteor (m=10kg) hat in km Höhe die Geschwindigkeit v=10km/s. Der Meteor stürzt senkrecht auf die Erde zu.
Mit welcher Geschwindigkeit trifft er auf die Erde, wenn wir vom Luftwiderstand absehen?
Welche Endgeschwindigkeit erreicht der Körper unter Berücksichtigung des Luftwiderstandes?
Nehmen Sie dazu an, dass die Atmosphare in 10km Höhe über der Erde beginnt und die Dichte der Luft auf dieser Strecke konstant ro=0,6kg/m*m*m ist.
Den Lufwiderstand können Sie mit cw* ro v² berechnen.
Die Querschnittsfläche sei 100cm² und cw

Bei der komm ich nicht weiter, da die Anziehungskraft ja nicht konstant ist.
sie ist also von der entfernung abhängig.
bei weiß ich nicht so ganz wie ich denn, wenn ich denn gelöst hätte, das da reichrechnen sollte.
Wäre euch über eure hilfe sehr dankbar!

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.)
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
OmegaPirat

OmegaPirat

23:12 Uhr, 20.03.2011

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Hallo

Das Gravitationsgesetz lautet



Dabei ist die Gravitationskonstante, die Masse des Meteoriten und die Masse der Erde, der Abstand des Meteoriten vom Erdmittelpunkt.

Für das Gravitationspotential gilt

Nun gilt Energieerhaltung
Für die Gesamtenergie des Meteoriten am Ort gilt


Für die Energie des Meteoriten unmittelbar vor dem Aufschlag gilt, wenn der Erdradius ist

mit als Aufprallgeschwindigkeit

Nach der Energieerhaltung gilt:







zu
Hier rechnest du zunächst die Geschwindigkeit aus, welche der Meteor in 10km Höhe hat. Die Rechnung ist analog zu der Rechnung aus
Auf den letzten 10km musst du die Reibungskraft mit einberechnen. zur vereinfachung kannst bei bei höhen von 10km annehmen, dass die Gravitation über diesen bereich konstant ist.

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