3 Aufgaben zu Engerieerhaltung

Gast

Ein Stein ( m=2kg) rutscht mit der Anfangsgeschwindigkeit 15m/s eine Berg hinunter ( Höhenunterschied 50m) und kommt infolge der Reibung am Fuße des Berges zum STillstand. Um wie viel hat die innere Energie des Systems ,,Stein-Berg" zugenommen?

Lösung:

m*g*h= 981 J

Um 981 J.

Eine Schlittenfahrerin fährt mit ihrem Schlitten einen Hang ( 8°) von 200 m Länge hinab.
Welche Geschwindigkeit erreicht sie ( Gleitreibungszahl = 0,1)

Lösung:

Höhenunterschied:
sin (8°)*200m= 27,834 m
Normalkraft:
m*g* sin ( 8°) = 1,365*m
reibung : 0,1*1,365*m* 200m = 27,3057*m

0,5*m*v²= m*g*h*0,101 /m
v= 7,4611 m/s

Stimmt das Ergebnis?

A 9:

In einem Auto ( m= 900kg) werden bei v= 20m/s die Bremsen gezogen, sodass alle räder blockieren.
Wie groß ist der Bremsweg und die Bremszeit)
f gl = 0,5

Lösung:
0,5*m*v²= 180.000 J

Normalkraft: G = 7848 N
7848 N * 0,5 * s = 180.000 J
s= 45,8715596 m

Wie bekomm ich daraus die Zeit raus?
Danke

dachdecker2

Hallo Gast, zuersteinmal muss ich ein großes Lob für die Titelwahl und die die Form des Posts loswerden smile

, sollten alle Neulinge (unterstell ich mal) so machen. smile

Zu erstens) Ich hab den Begriff "innere Energie" bisher nur in der Thermodynamik verwendet. In Anlehnung daran würde ich meinen, dass die innnere Energie von der Temperatur der beiden Körper abhängt. Da reichts nicht, nur schnell die potentielle Energie auszurechnen. Schließlich ist auch eine Anfangsgeschwindigkeit und eine damit verbundene kinetische Energie gegeben, die auch durch Reibung in Wärme umgesetzt wird.

Zu zweitens) Die Normalkraft wirkt senkrecht auf die Unterlage und hängt vom Cosinus des Neigungswinkels ab. Das mit Sinus heißt Hangabtriebskraft.
Musst also nochmal rechnen Augenzwinkern

.

Zu drittens) Wie bist du auf die Normalkraft gekommen? Hast du einen Neigungswinkel anzugeben vergessen? Der Rechenweg, mit dem zu zu s kommst ist richtig. Im Tafelwerk steht die Formel s = a * t² /2. Damit kannst du bestimmt die Zeit ausrechen (wie du zur Beschleunigung a kommst, weisst du bestimmt).

Gast

hi danke,

nein wie komm ich zu dem a in diesem fall?

danke.

Vielleicht so:

F= m*a
a= F/m
F ( Normalkraft) = G = 7848 N
7848N*0,5= 3924 N

a = 3924 N / 800 kg

a= 4,905 m/s²

45,8715596 m = 0,5*a*t²
t= 4,3248 s

So richtig??

Danke

dachdecker2

Über die Gleitreibung wird kinetische Energie in Wärme umgewandelt, die potentielle Energie wird während der Bewegung in Kinetische Energie umgewandelt, sodass letzendlich die Summe der anfänglich vorhandenen kinetischen und potentiellen Energie in Wärme umgewandelt werden.

Der Weg, wie du zu der Zeit kommst ist richtig, aber in der Aufgabenstellung standen 900 kg Augenzwinkern

. Die reichlich 4 Sekunden liegen im erwarteten Bereich, nachgerechnet hab ich aber nicht.