Potenzielle/kinetische Energie < Physik-Vorkurse < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 10:30 Di 06.04.2010 | | Autor: | marco21 |
| Aufgabe | Auf einer schiefen Ebene mit der Höhe h=2m liegt ein Gewichtsstück mit der Masse m1=2kg (Ebene in x-Richtung steigend). Am obersten Punkt der Ebene befindet sich eine Umlenkrolle. Die Masse m1 ist durch ein Seil mit der Masse m2=7kg verbunden (das Seil wird über die Umlenkrolle geführt). Die Masse m2 hängt im 2m Höhe an der senkrechten Seite der schiefen Ebene.
a.) Berechne die Geschwindigkeit der Masse m2 beim Aufprall auf den Boden
b.) Unter die Masse m2 wird eine Feder gestellt, welche beim Aufprall s=5cm zusammengedrückt wird. Berechne die Federkonstante D.
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Hallo,
wie ihr seht habe ich hier noch eine Aufgabe zum Lernen für die Klausur am Donnerstag, hier sind meine Lösungen; es wäe nett, würdert ihr mich bei Fehlern korrigieren:
a.) Potenzielle Energie der Masse m2 -> Epotm2 = m2*g*h = 7kg*9,81m/s²*2m = 137,34J
Die potenzielle Energie beschleunigt durch den verbund der Massen beide Masse; wandelt potenzielle in kinetische Energie.
137,24J = (1/2)*m2*v²+2kg*9,81m/s²*2m | Löse nach v
v = 5,2942m/s
Die Masse m2 hat also die Geschwindigkeit v=5,2942m/s
b.) Die kinetische Energie von m2 wird im Spannenergie umgewandelt
Ekinm2 = (1/2)*9kg*v² | 9kg, da beide Masse beschleunigt werden
Ekinm2 = 126,129J
Ekin-> Espann
Espann = (1/2)*D*s²
126,129J = (1/2)*D*(0,05m)² | Löse nach D
D = 100903N/m
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Ich hoffe es ist so richtig!
MfG: Marco
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 12:15 Di 06.04.2010 | | Autor: | leduart |
Hallo marc
> Auf einer schiefen Ebene mit der Höhe h=2m liegt ein
> Gewichtsstück mit der Masse m1=2kg (Ebene in x-Richtung
> steigend). Am obersten Punkt der Ebene befindet sich eine
> Umlenkrolle. Die Masse m1 ist durch ein Seil mit der Masse
> m2=7kg verbunden (das Seil wird über die Umlenkrolle
> geführt). Die Masse m2 hängt im 2m Höhe an der
> senkrechten Seite der schiefen Ebene.
>
> a.) Berechne die Geschwindigkeit der Masse m2 beim Aufprall
> auf den Boden
>
> b.) Unter die Masse m2 wird eine Feder gestellt, welche
> beim Aufprall s=5cm zusammengedrückt wird. Berechne die
> Federkonstante D.
>
> Hallo,
>
> wie ihr seht habe ich hier noch eine Aufgabe zum Lernen
> für die Klausur am Donnerstag, hier sind meine Lösungen;
> es wäe nett, würdert ihr mich bei Fehlern korrigieren:
>
> a.) Potenzielle Energie der Masse m2 -> Epotm2 = m2*g*h =
> 7kg*9,81m/s²*2m = 137,34J
Was ist mit pot Energie von m1? (du kannst sie willkürlich=0 setzen)
>
> Die potenzielle Energie beschleunigt durch den verbund der
> Massen beide Masse; wandelt potenzielle in kinetische
> Energie.
>
> 137,24J = (1/2)*m2*v²+2kg*9,81m/s²*2m | Löse nach v
>
> v = 5,2942m/s
Leider falsch, da m1 ja auch kin Energie bekommt (es hat dieselbe v wie m2 und m1 gewinnt potentielle Energie
> Die Masse m2 hat also die Geschwindigkeit v=5,2942m/s
>
> b.) Die kinetische Energie von m2 wird im Spannenergie
> umgewandelt
>
> Ekinm2 = (1/2)*9kg*v² | 9kg, da beide Masse beschleunigt
> werden
wenn das v oben richtig wäre, hat m2 doch nicht die Gesamtenergie?
> Ekinm2 = 126,129J
falsch
> Ekin-> Espann
>
> Espann = (1/2)*D*s²
>
> 126,129J = (1/2)*D*(0,05m)² | Löse nach D
>
> D = 100903N/m
>
Nein, während m2 die Feder zusammendrückt, gewinnt m1 weiter potentielle Energie
Leider nein.
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 12:53 Di 06.04.2010 | | Autor: | marco21 |
Hi,
danke sehr, erst einmal!
Also, Teil1 verstehe ich, und hoffe es ist wie folgt korrekt:
Epotm1 = 0 -> Da wir davon ausgehen, dass es auf h=0m ist.
Epotm2 = 137,338J
134,34J = (1/2)*m2*v²+m1*g*h+(1/2)*m1*v² | Löse nach v
[mm] v\approx [/mm] 4,667m/s
Teil2:
Die Gesamtenergie des Systems ist dann die Summe aus der poenziellen und kinetischen Energie von m1 und der kinetischen von m2, ist das korrekt? Wenn ja, dann weiter wie folgt:
Egesammt = 137,338J-> 137,34J (weil wegen "Anfangsenergie" von m2) die Höhe h der potenziellen Energie von m1 wird um 0,05 erhöht, weil die Feder ja um 5cm eingedrückt wird
Die gesammte Energie des Systems wird dann also im Spannenergie umgewandelt!
137,34J = (1/2)*D*s² = (1/2)*D*(0,05m)² | Löse nach D
D = 109870
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Also, ich hoffe ich habe dieses Mal, "richtiger" gedacht ;)
MfG:
Marco
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Hallo,
ich verstehe das noch ein bisschen anders.
Körper 1 fällt nach unten, seine anfängliche [mm] E_{pot} [/mm] wird umgewandelt. Er beschleunigt dabei über das Seil und die Rolle die andere Masse, verrichtet an dieser aber zusätzlich Hubarbeit, sie wird ja die Ebene hochgezogen. Über den Steigungswinkel der Ebene und trigonometrische Funktionen (Siuns) kriegst du den Höhenunterschied heraus, und damit den Zuwachs an [mm] E_{pot}.
[/mm]
insgesamt hast du also [mm] E_{pot 1} [/mm] = [mm] E_{kin 1} [/mm] + [mm] E_{kin 2} [/mm] + [mm] E_{pot 2}
[/mm]
Zur Feder: die Spannarbeit, ist genau die kinetische Energie des fallenden Körpers (und zwar nur seine eigene).
Gruss Christian
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 22:39 Di 06.04.2010 | | Autor: | marco21 |
hi,
Also die Höhe kennst du ja schon ;) h=2m
Sobald der eine Körper 2m fällt kann der andere durch den "Verbund" dies auch nur! Also gilt auch hier h=2m!
MfG:Marco
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Hi nochmal,
lch glaube kaum, dass das sein kann. Dann würdest du ja die potentielle Energie des fallenden Körpers komplett dazu verwenden den anderen anzuheben.
ich hab mal eine Skizze erstellt, wie ich das Problem verstanden habe.
[Dateianhang nicht öffentlich]
Ein Teil der potentiellen Energie geht also in kinetische über (die Geschwindigkeit ist bei beiden durch den Verbund gleich), ein weiterer Teil aber eben in Erhöhung der potentiellen Energie des anderen Körpers!
Gruss Christian
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: png) [nicht öffentlich]
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 14:36 Mi 07.04.2010 | | Autor: | marco21 |
Hi,
also lag wohl an mir, bzw. meiner Erklärung! Also der Klotz auf der Rampe, liegt natürlich auf h=0m. Somit ist alpha zwar extrem groß, aber ist ja erstmal egal!
Das meinte ich damit ;)
MfG:
Marco
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