Hilfe! Thema Steinwurf / Aufprall auf Wasser

[abgesoffen]

Hallo,

habe ein problem. Wir sollen einen Stein übers Wasser springen lassen in einer Simulation.

Dabei stellt sich folgendes Problem:

Wie kann ich die Energie ausrechnen, die das Wasser auf den Stein auswirkt, in Abhängigkeit der Geschwindigkeit und des Einfallswinkels des Steines???

Danke für eure Hilfe im Vorraus

abgesoffen

[Bille11]

ich glaub, du bist im falschen forum,..
nahezu alle mediziner, die ich kenne, den physikschein besitzen, wissen nicht, wie sie den bekommen haben.

hats dafür ned ein physikforum??

einfallswinkel und energie sind abhängig voneinander???? waaah.

[derwuck]

also ich zwar angehender pädagoge, aber...

im normal ist doch actio = reactio (mit "c" oder "k"?) also das wasser übt die gleiche energie auf den stein aus, wie auch umgekehrt...

naja, ansonsten würde ich überlegen, wenn actio = reactio gilt und das wasser bei exakt senkrechtem auftreffen des steins auf die oberfläche 100% seiner energie absorbiert (ich weiss, dass ich mir grad selbst widerspreche), d.h. der stein sinkt, müsste es dann nicht möglich sein ein verhältnis herzustellen zwischen
90° = 100% und entsprechenden anderen prozenten bei anderen "aufschlagswinkeln"...?

die geschwindigkeit würde sich ja dann ebenfalls in form der energie widerspiegeln...



wow, soviel physik in so kurzer zeit und bei "genial daneben" würde h.-e. balder jetzt interessiert gucken und sagen:"toller ansatz, aber völlig falsch..."

dann wäre ich immerhin mal wieder versichert, dass pädagogik auf jeden fall das richtige für mich ist.
in diesem sinne; sorry für den holzweg! ;-)

[Faust601]

Ich mag zwar geistige Herausforderungen, aber als ich gerade auf dem Papier versucht habe, das Problem anzugehen, musste ich doch feststellen, dass ich mit meiner Physik da schnell am Ende bin. :-((

Dafür habe ich im Internet einen Artikel (http://arxiv.org/PS_cache/physics/pdf/0210/0210015.pdf) gefunden, der ausführliche Gleichungen liefert. Der sollte die Frage eigentlich beantworten ... wenn man ihn denn versteht. :-???

@ derwuck:
Du hast meiner Meinung nach einen Denkfehler begangen: Actio = Reactio bezieht sich auf Kräfte, nicht auf Energien! Energien werden bei Kollisionen übertragen oder in z.B. in Verformungen oder Wärme überführt, aber sicherlich nicht zurückgegeben.
Aber mach dir nichts draus, die Physik ist nicht so ganz dein Fach, aber meines sicher auch nicht. :-))

[Pünktchen]

Sagt mal, sollte sich da nicht was mit der Formel für elastischen Stösse machen lassen???
Fehlt der Aufprallwinkel, aber der lässt sich doch mit der Formel für nen schrägen Wurf rausfinden :-)) oder auch net *gradenachgeguckt*

Problem ist, daß das Wasser einen bestimmten Anteil der Energie in Verformung (der Wasseroberfläche) umsetzt, fragt sich wie du das bestimmen willst....experimentell???

je höher die Geschwindigkeit und je schräger der Aufprallwinkel, umso weiter springt der Stein und umso höher ist die "energie, die im stein verbleibt bei jeder wasserberührung"

[derwuck]

grad fällt mir noch ein, vielleicht kann der mensch helfen, der das tolle pinguin spiel programmiert hat (siehe "spiel-thread"), die "titschen" doch auch kräftig...?



ach ne, das is ja schnee und kein wasser. hmm, nicht mein tag und jetzt auch definitiv nicht mehr mein fach (1:0 für Faust601)
:-?

[Faust601]

Hey, das ist doch gar keine so schlechte Idee!
Ich glaube eigentlich nicht, dass die "Hüpfkinetik" auf Wasser oder auf Schnee so großartig unterschiedlich sein sollte. Es handelt sich doch beides Mal um Medien, die erstens nicht komprimierbar und zweitens "fluide" sind (beim Schnee aufgrund der Zusammensetzung aus einzelnen Teilchen). Also sollte doch eigentlich dasselbe Ergebnis zu erwarten sein. :-top

(EDIT)
@ Pünktchen:
Für die Winkelberechnung brauchst du ja eigentlich nur die Horizontal- und die Vertikalkomponente der Geschwindigkeit des Steins zum Aufprall. Der Winkel ergibt sich dann einfach über den Tangens.
Für den ersten Aufprall ist das einfach: Die Horizontalgeschwindigkeit ändert sich zwischen Abwurf und Aufprall nicht (Luftreibung gibt's bei uns nicht). Die Vertikelgeschwindigkeit ergibt sich aus der Abwurfhöhe und der Erdbeschleunigung (v=SQRT(2sg)), falls der Stein nicht horizontal, sondern schräg abgeworfen wird, muss man das halt von der Anfangsgeschwindigkeit abziehen.
Nur wie's nach dem ersten Aufprall weiter geht, da wüsste ich persönlich halt nicht weiter. Das überlasse ich dann doch eher den richtigen Physikern.

[Sebastian1]

Die Lösung des Problems findet sich übrigens hier:

http://arxiv.org/abs/physics/0210015

Und, wenn ich das anmerken darf: ich hab kein Wort verstanden :-D

Gruß,
Sebastian

[Faust601]

So weit waren wir doch schon auf Seite 1 des Threads ... ;-)

[Sebastian1]

Äh. Oh. Hm. Ja. Du hast recht :-blush
Hab den Link von dir ganz übersehen.

Gruß,
Sebastian (schreibt jetzt zur Strafe 100 * "Ich soll vor dem posten erst lesen" :-D)

[Faust601]

So ist's recht ... :-)) :-)) :-))