Direkt zum Inhalt

Aufgabe

Landung auf einem unbekannten Himmelskörper

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

Abb. 1 Zwergplanet Ceres

Ein Astronaut befindet sich auf einem unbekanntem Himmelskörper. Er hat von der Erde einen Normkörper mit der Masse \(1{,}0\,\rm{kg}\) und eine elastische Schraubenfeder mitgenommen. Auf dem unbekannten Himmelskörper  stellt der Astronau in einem Experiment fest, dass der angehängte Normkörper die Feder um \(5{,}0\,\rm{cm}\) dehnt.

Wieder auf der Erde, will der Astronaut wissen, wie groß die Gewichtskraft war, mit welcher der Normkörper auf dem unbekannten Planeten angezogen wurde. Zu diesem Zweck steht ihm eine große Anzahl gleichartiger Körper mit der Gewichtskraft von je \(0{,}1\,\rm{N}\) zur Verfügung.

 

a)

Erläutere, wie der Astronaut vorgehen muss, um die Gewichtskraft des Normkörpers auf dem unbekannten Himmelskörper zu bestimmen.

b)

Erläutere, mit welcher Genauigkeit der Astronaut die Gewichtskraft des Normkörpers auf dem unbekannten Himmelskörper bestimmen kann.

Lösung einblendenLösung verstecken Lösung einblendenLösung verstecken
a)

Der Astronaut muss feststellen, welcher Kraftbetrag \(F\) auf der Erde notwendig ist, um eine Dehnung der Feder um \(5{,}0\,\rm{cm}\) zu erreichen. Dieser Kraftbetrag ist gleich dem Betrag der Gewichtskraft des Normkörpers auf dem unbekannten Himmelskörper.

b)

Da der Astronaut Körper mit \(0{,}1\,{\rm{N}}\) Gewichtskraft zur Verfügung hat, kann er den Betrag der Gewichtskraft des Normkörpers auf dem unbekannten Himmelskörper auf \(0{,}1\,{\rm{N}}\) genau feststellen.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Mechanik

Kraft und Masse; Ortsfaktor