Aufprallgeschwindigkeit < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 20:00 So 01.04.2007 | | Autor: | sandra26 |
| Aufgabe | Beim Auffahren eines Eisenbahnwagens (m=8,7 t) auf einen Prellbock wird die Schraubenfeder des Mittelpuffers (D=60 kN/cm) um s=4,5 cm zusammengedrückt.
1) Ermitteln sie die maximale Federkraft sowie die verrichtete Spannarbeit!
2) Berechnen Sie die Aufprallgeschwindigkeit v des Wagens (in km/h)
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hallo euch allen,
ich habe die aufgabe teils gelöst aber ich weis nicht ob ich es richtig habe. die 2 aufgabe konnte ich nicht lösen weil ich nicht weis wie ich es und mit welcher formel ich es machen soll. könnt ihr mir bitte helfen?
1)Aufgabe
m=8,7 t = 8700 Kg
D= 60 kN/cm = 600 N/m
s= 4,5 cm = 0,045 m
F=D*s
F= 600 N/m*0,045 m
F= 27 J
W=0,5*D*s²
W=0,5*600 N/m*0,045 m
W=13,5 J
Sind meine Lösungen richtig???
Wie soll ich die Aufprallgeschwindigkeit rechnen?
danke im voraus
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 20:11 So 01.04.2007 | | Autor: | Kroni |
Hi,
deine Formeln stimmen, aber deine Rechnungne nur bedingt.
[mm] D=600*10^3 [/mm] N / 1cm = [mm] 600*10^3 [/mm] N / (0,01m) und das ist ungleich 600 N/m.
Okay,
bei der Rechnung der Energie hast du vergessen, die Strecke zu quadrieren!
Das musst du dann aber auch nochmal mit dem richtigem D berechnen.
zu dem zweiten Aufgabenteil:
Die Energie, die da in die Feder gesteckt wird, kommt ja irgendwoher.
Warum wird die Feder zusammengedrückt? Woher kommt diese Energie?
Wenn du darüber nachdenkst, weist du, wie du die Geschwindigkeit berechnen kannst.
Liebe Grüße,
Kroni
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 20:42 So 01.04.2007 | | Autor: | sandra26 |
heißt es dass D= 6.000.000 N/m ist oder habe ich es wieder falsch gerechnet :-(
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(Antwort) fertig | | Datum: | 20:48 So 01.04.2007 | | Autor: | Kroni |
Ist korrekt:
[mm] D=60*10^3N/(10^-2m)=60*10^3N*10^2m^{-1}=6*10^6N/m [/mm] => 6 Millionen Newton pro Meter=)
Gruß
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 21:07 So 01.04.2007 | | Autor: | sandra26 |
dann wäre:
F= 270.000 J
W= 6.075 J
ich hoffe das diesmal die rechnung stimmt :)
muss ich jetzt für die Aufprallgeschwindigkeit v des Wagens die kinetische Energie berechnen oder muss ich kinetische energie und spannenergie gleichstellen oder wie muss ich es machen ??? :(
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(Antwort) fertig | | Datum: | 21:27 So 01.04.2007 | | Autor: | Kroni |
Die Rechnung passt m.E. nach.
Wenn du die kinetische Energie berechnen wolltest, brauchst du doch v.
Die Masse kennst du ja, also kannst du so direkt die kineatische Energie via der Formel [mm] Wkin=0,5mv^2 [/mm] nicht berechnen.
Aber du kannst, wie du schon sagtst, mal die Spannenergie mit der kin. Energie gleichsetzten, denn die kin. Energie wird beim Aufprall auf eine Feder komplett in Spannenergie umgewandelt, wenn sich das Gefährt nicht verformt.
Dann kannst du die Energien gleichsetzen und damit v berechnen.
Viel Spaß
Kroni
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 22:01 So 01.04.2007 | | Autor: | sandra26 |
also wenn ich die kinetische und die spannenergie gleichsetze dann erhalte ich:
[mm] W_{s}=W_{kin}
[/mm]
6075 J= 0,5*m*v² /:0,5 / :m
[mm] \bruch{6075 J}{0,5*8700 kg}=v² [/mm] / [mm] \wurzel{}
[/mm]
[mm] \wurzel{1,3965}=v
[/mm]
1,18=v
als ergebnis erhalte ich 1,18 raus. welche einheit kriegt das ganze?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:09 So 01.04.2007 | | Autor: | Loddar |
Hallo Sandra!
Die Geschwindigkeit müsste selbstverständlich die Einheit $1 \ [mm] \bruch{\text{m}}{\text{s}}$ [/mm] erhalten. Dies sollte sich auch durch das Einsetzen / Umformen der obigen Formel ergeben.
Dabei musst Du bedenken, dass gilt:
$1 \ [mm] \text{J} [/mm] \ = \ 1 \ [mm] \text{N}*\text{m} [/mm] \ = \ 1 \ [mm] \bruch{\text{kg}*\text{m}}{\text{s}^2}*\text{m} [/mm] \ = \ 1 \ [mm] \bruch{\text{kg}*\text{m}^2}{\text{s}^2}$
[/mm]
Gruß
Loddar
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 22:33 So 01.04.2007 | | Autor: | sandra26 |
noch eine allerletzte frage :)
v=42,5 km/h
stimmt dieses ergebnis??
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:42 So 01.04.2007 | | Autor: | Loddar |
Hallo Sandra!
Bei mir ergeben $v \ [mm] \approx [/mm] \ 1.18 \ [mm] \bruch{\text{m}}{\text{s}}$ [/mm] aber $v \ [mm] \approx [/mm] \ 4.25 \ [mm] \bruch{\text{km}}{\text{h}}$ [/mm] ... Was hast Du denn gerechnet?
Gruß
Loddar
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 22:53 So 01.04.2007 | | Autor: | sandra26 |
ich hab aus versehen 1*60 zu viel gerechnet :)
0,00118 km/sec. *60*60= 4,2 km/h (nochmal *60 war mein fehler :) )
ich danke dir für deine hilfe
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