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Moderiert von fru KingGeorge
Mechanik » Gravitation » Geschwindigkeit eines Kometen
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Universität/Hochschule J Geschwindigkeit eines Kometen
Ben
Senior Letzter Besuch: vor mehr als 3 Monaten
Dabei seit: 10.04.2002
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Aus: Ratingen
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Themenstart: 2003-08-27 18:27


Hallo Leute,
habe hier eine von ein paar Aufgaben, die mir ziemliches Kopfzerbrechen bereiten:
fed-Code einblenden
Jemand eine Idee?
Zur Verfügung hat man vor allem den Energiesatz im Zentralpotential:
fed-Code einblenden
m: Masse des betrachteten Teilchens
r: Sein Ortsvektor
L: Drehimpuls
V(r): Zentralpotential
Das Problem ist , eine zweite Gleichung zu finden, um beide Geschwindigkeiten unabhängig voneinander zu ermitteln.

Gruß
Ben

Gruß
Ben



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Ben
Senior Letzter Besuch: vor mehr als 3 Monaten
Dabei seit: 10.04.2002
Mitteilungen: 472
Aus: Ratingen
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.1, vom Themenstarter, eingetragen 2003-08-28 18:10


Es ist durchaus beruhigend, dass noch keine Antwort gekommen ist. Dann kann ich mir wenigstens sicher sein, dass ich nichts offensichtliches übersehen habe.
Trotzdem wäre ich neugierig auf die Lösung.

Gruß
Ben



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mountainflower
Aktiv Letzter Besuch: vor mehr als 3 Monaten
Dabei seit: 25.07.2003
Mitteilungen: 212
Aus: Schweiz
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.2, eingetragen 2003-08-28 20:35


Hi Ben,

wir haben uns mal zu zweit dran versucht, sind aber am Umfang der Ellipse stehen geblieben...

Unsere Idee waere gewesen:

Durchschnittlichen Abstand K-S berechnen und den Drehimpuls (mittels Geschwindigkeit) fuer diesen Radius. Dann wollten wir das in den Energiesatz, den Du oben geschrieben hast, einsetzen. Da die Energie erhalten ist, kann man L fuer die Radien r0 und r1 ausdruecken und daraus dann die Geschwindigkeiten fuer diese Radien.

Wir sind nun (leider schon) bei der Geschwindigkeit fuer den durchschnittlichen Abstand haengen geblieben, weil wir das mit dem Keplergesetz
fed-Code einblenden
loesen wollten. Aber es gibt keine Formel fuer den Umfang einer Ellipse...

Vielleicht konnten wir Dir dennoch eine Idee liefern. Wir bleiben dran. :-)

Gruss,
mountainflower



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Spock
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Dabei seit: 25.04.2002
Mitteilungen: 7003
Aus: Schi'Kahr/Vulkan
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.3, eingetragen 2003-08-29 10:26


Hallo Ben,

da von einem minimalen und maximalen Abstand die Rede ist, gehe ich davon aus, daß die Bahn gebunden ist, also wegen der r-Abhängigkeit des Gravitationspotential ist es eine Ellipse.
fed-Code einblenden

Gruß
Juergen



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Ben
Senior Letzter Besuch: vor mehr als 3 Monaten
Dabei seit: 10.04.2002
Mitteilungen: 472
Aus: Ratingen
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.4, vom Themenstarter, eingetragen 2003-08-29 17:52


@Spock: Danke, damit habe ich schonmal die Geschwindigkeiten. Allerdings bin ich mir noch nicht sicher, wie die Bewegungsgleichung zu dem Problem aussieht. Da ist mit Sicherheit die Gravitationskraft drin, ansonsten gehen mir aber die Ideen aus.
Außerdem bleibt noch die Frage nach dem Krümmungsradius.

Gruß
Ben



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Anonymous
Unregistrierter Benutzer
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.5, eingetragen 2003-08-29 19:02


Hallo Ben,

hier ein paar Ideen zu Deinem Problem.
Wenn Du die Abstände des Kometen in Erdnähe r und Erdferne s hast und von einer geschlossenen Bahnkurve ausgehst (also einer Ellipse), dann kann man die Krümmung der Bahn in Erdnähe aus den Längen der großen und kleinen Halbachsen bestimmen.
Große Halbachse:
fed-Code einblenden
Kleine Halbachse:
fed-Code einblenden
(aus der Eigenschaft der Ellipse, mit 2 Heftzwecken und einem Band gezeichnet werden zu können)
Damit sieht die Hälfte der Ellipsenbahn wie der Graph der Funktion
fed-Code einblenden
aus. Deren Krümmung im Scheitelpunkt, also der Kehrwert des Radius des Kreises, der sie in diesem Punkt bestmöglich approximiert, ergibt sich aus der Formel
fed-Code einblenden
also im sonnennächsten Punkt, dem Scheitelpunkt:
fed-Code einblenden

Hoffe, Du kannst etwas damit anfangen
Norbert
 



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Spock
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Mitteilungen: 7003
Aus: Schi'Kahr/Vulkan
Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.6, eingetragen 2003-08-29 22:09


Hallo Ben,

Norberts (guter) Beitrag zur Krümmung läßt erst einmal keine Fragen offen? Was mich interessieren würde, bevor wir in die Tiefe der Differentialgleichungen des Zentralkraft-Problems einsteigen: Die Aufgabe kommt tatsächlich aus der Schulphysik, Mathe LK vorausgesetzt?

Gruß
Juergen



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Ben
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.7, vom Themenstarter, eingetragen 2003-09-01 21:15


@Robert:
Danke für die tolle Antwort! Ich frage mich bloß, wie man darauf kommen soll, nur mit dem Buch, aus dem die Aufgabe stammt.

@Spock:
Nein, das ist (leider) keine Schulmathematik (man, dann wäre die Schule aber wirklich interessant!). Die Aufgabe stammt aus dem Buch "Physik mit Bleistift" von H. Schulz aus dem Harri Deutsch Verlag.
Ich vergesse immer, meine Standardeinstellung "Schule" umzustellen. Das Thema ist jetzt als "Uni" gekennzeichnet.

Gruß
Ben



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