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charlotte09
Anmeldungsdatum: 29.09.2010
Beiträge: 5
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 charlotte09 Verfasst am: 29. Sep 2010 22:47 Titel: Beschleunigung einer Kugel vom Berg-Tal-Berg |
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Guten Abend,
ich verzweifle gerade an meinen Hausaufgaben in Physik. Nachdem ich nun seit geschlagenen 2h daran sitze und auch zwei meiner Klassenkameraden keine ahnung haben, möchte ich Euch um Hilfe bitten.
Die Aufgabe ist folgende:
Eine Kugel rollt auf der Bahn von einem Berg (Punkt A , h'=0,8m) in ein Tal (Punkt B) wieder auf einen Berg (Punkt C , h"=0,4m)
Im Punkt A hat sie eine Geschwindigkeit von 0,5m/s.
Nun sollen wir sie Geschwindigkeit im Punkt B berechnen und in Punkt C.
(Reibung und Rotationsenergie werden vernachlässigt.)
g=10m/s²
Ich habe folgendermaßen für Punkt B angesetzt:
gegeben: g=10m/s²
h=0,8m
v1=0,5m/s²
m=1 kg
gesucht: v
Ist es jetzt richtig wenn ich Ekin=m/2*v² umstelle nach v, denn Ekin könnte ich ja mit m*g*h (da Ekin=Epot) berechnen.
Epot=Ekin
m*g*h= 1kg*10m/s²*0,8m= 8NM
Ekin=m/2*v² umstellen
v=Wurzel aus 2*Ekin/m
v=16NM ???
Ich bin wirklich am Verzweifeln.
Vielen Dank schon einmal für Eure Hilfe.
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Brot
Anmeldungsdatum: 08.10.2009
Beiträge: 374
Wohnort: Dresden
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| Brot Verfasst am: 29. Sep 2010 23:09 Titel: |
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Du musst noch die Anfangsgeschwindigkeit beachten.
Epot + Ekin_A = Ekin_B
Seit wann hat die Geschwindigkeit die Einheit NM?
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 29. Sep 2010 23:10 Titel: |
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da rennt einiges drunter und drüber.
Kommst du weiter wenn ich dir sage das der Verlust des höhen potentials der Gewinn der kinetischen Energie ist.
Sprich wenn die Kugel an Höhe verliert enspricht das einen kinetischen Energie gewinn.
Die allgemeine Formel lautet daher:
Nur wenn die kinetische Geschwindigkeit der Kugel vorher null ist, stimmt deine Formel, ferner solltest du einheiten betrachten und wenn schon die Wurzel ziehen.
Deine Kugel hat aber bereis kinetische energie auf dein Bezugssystem.
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charlotte09
Anmeldungsdatum: 29.09.2010
Beiträge: 5
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| charlotte09 Verfasst am: 29. Sep 2010 23:30 Titel: |
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Ich hab anscheinend alles durcheinander gehauen was nur geht. Wir hatten erst 4Unterrichtsstunden Physik und ich habe sämtlich (für mich "logische") Formeln (versucht) anzuwenden.
Das letzte mal hatte ich Physik vor 10 Jahren (hole mein Abi nach) und ich war damals schon keine Leuchte in Physik. ich möche es diesmla besser machen, aber irgendwie hab ich ein großes Brett vorm Kopf.
Also ich probiere es noch einmal:
1kg*10m/s²*0,8*(0,5m/s)²=2
Bin ich auf dem richtigen Weg?
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 29. Sep 2010 23:45 Titel: |
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Frage:
Epot vorher= wieviel?
Epot nachher=wieviel?
Ekin vorher=wieviel?
Ekin nachher willsd du ermitteln
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charlotte09
Anmeldungsdatum: 29.09.2010
Beiträge: 5
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| charlotte09 Verfasst am: 29. Sep 2010 23:55 Titel: |
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Epot vorher= m*g*h = 1kg*10m/s²*0,8m
Epot nachher= m*g*h*0,5m/s(v1)= 1kg*10m/s²*0,8m*0,5m/s
Ekin vorher= Ekin=Epot(nachher)= m*g*h*0,5m/s(v1)= 1kg*10m/s²*0,8m*0,5m/s
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Brot
Anmeldungsdatum: 08.10.2009
Beiträge: 374
Wohnort: Dresden
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| Brot Verfasst am: 30. Sep 2010 00:10 Titel: |
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Ich antworte mal, da VeryApe schon länger nichts geschrieben hat.
| charlotte09 hat Folgendes geschrieben: | | Epot vorher= m*g*h = 1kg*10m/s²*0,8m |
Einverstanden.
| Zitat: |
Epot nachher= m*g*h*0,5m/s(v1)= 1kg*10m/s²*0,8m*0,5m/s
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Wie kommst du darauf? Was soll das für eine Formel sein?
| Zitat: |
Ekin vorher= Ekin=Epot(nachher)= m*g*h*0,5m/s(v1)= 1kg*10m/s²*0,8m*0,5m/s |
Das ist auch nicht nachvollziehbar für mich. In jedem Schultafelwerk wirst du für die Mechanik folgende Formeln finden:
Kannst du die Fragen jetzt noch einmal mit diesem Wissen beantworten? Welche Höhe hat Punkt B (in deinem Bezugssystem)?
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charlotte09
Anmeldungsdatum: 29.09.2010
Beiträge: 5
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Brot
Anmeldungsdatum: 08.10.2009
Beiträge: 374
Wohnort: Dresden
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| Brot Verfasst am: 30. Sep 2010 00:42 Titel: |
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| charlotte09 hat Folgendes geschrieben: | | Punkt B ist das Tal, also h=0m |
Das stimmt. Das kannst du in die Formel für die potentielle Energie einsetzen.
| Zitat: | | Epot vorher= m*g*h = 1kg*10m/s²*0,8m |
Einverstanden.
Die Höhe hast du ja oben schon genannt. Einfach einsetzen und ausrechnen.
| Zitat: | Ekin vorher= ²}{2}) |
Einverstanden. Jetzt musst du diese Teile nur noch zusammen bringen.
| Zitat: |
Nochmal zum Verständnis: An Punkt A (auf dem Berg) hat die Kugel eine potenzielle Energie, obwohl eine Anfangsgeschwindigkeit besteht? Dann von A nach B (sprich vom Berg ins Tal h=0m eine kinetische Energie?
Ich dachte immer das Epot der "Ruhezustand" ist. Die Kugel hat doch aber schon eine Bewegung. |
Ja, die Kugel hat auf dem Berg potentielle Energie. Sie hat aber auch eine Geschwindigkeit, wie du richtig schreibst. Also hat sie auch kinetische Energie. Ich gehe mal von diesen 'davor' und 'danach' Bezeichnungen weg und benenne nach den jeweiligen Punkten. Die Energiebilanz für Punkt A ist als Epot_A + Ekin_A, da beide Energieformen vorhanden sind. Die Energie in Punkt A wird nun auf dem Weg nach unten in kinetische umgewandelt (die Kugel wird schneller). Kannst du nun eine Gleichung dafür aufstellen?
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 30. Sep 2010 00:56 Titel: |
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| Zitat: |
Nochmal zum Verständnis: An Punkt A (auf dem Berg) hat die Kugel eine potenzielle Energie, obwohl eine Anfangsgeschwindigkeit besteht
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Natürlich. Die potentielle Energie ist nichts anders als das Potential der Schwerkraft Arbeit zu verrichten.
Die Schwerkraft wird auch deine Kugel beschleunigen wenn sie bereits die Geschwindigkeit v hat.
bei weg in Schwerkraftrichtung bringt die Schwerkraft beschleunigungsarbeit Geschwindigkeitserhöhung was einen Höhenverlust bringt und somit ein Verlust des Potentials auf deinen im Tal gewählten Bezugspunkt.
bei weg gegen die Schwerkraftrichtung bringt die Schwerkraft verzögerungsarbeit entzieht dem System Bewegungsenergie.
was einen Höhengewinn bringt und somit einen Gewinn des potentials auf deinen Bezugspunkt.
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charlotte09
Anmeldungsdatum: 29.09.2010
Beiträge: 5
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| charlotte09 Verfasst am: 30. Sep 2010 00:59 Titel: |
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1kg*10m/s²*0,8m +
8NM + 0,125NM =8,125NM
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 30. Sep 2010 07:49 Titel: |
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Hallo,
ich würde den Energieerhaltungssatz aufstellen.
Um die Geschwindigkeit v im Punkt B zu berechnen musst du die kinetische und potenzielle Energie oben auf dem Punkt A mit der kinetischen Energie im Punkt B gleichsetzen.
Diese kinetische Energie in Punkt B ist natürlich größer als im Punkt A, denn dort oben hat die Kugel ja schon eine Anfangsgeschwindigkeit und die potenzielle Energie wird zusätzlich in kinetische Energie umgewandelt.
So müsste das dann als Gleichung aussehen.
_B=(m*g*h)_A+(\frac{m*v_0^2}{2})_A)
Dies wird jetzt noch nach v_ hin aufgelöst.
_A+(v_0^2)_A})
So, dort die Werte einsetzen und dann solltest du auf eine Geschwindigkeit von 3,99m/s kommen.
So, nun versuche mal solch ein Energiegleichgewicht aufzustellen, um die Geschwindigkeit in Punkt C zu berechnen.
_________________
Die Naturwissenschaft braucht der Mensch zum Erkennen, den Glauben zum Handeln. (Max Planck)
"I had a slogan. The vacum is empty. It weighs nothing because there's nothing there. (Richard Feynman) |
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