Fahrt auf einer Rampe Mechanik

MarinaT · Anmeldungsdatum: 23.06.2016 Beiträge: 1

Meine Frage:
m Auto=0,1kg
Das Auto wird stets um die Strecke 1m aufgezogen.
Die Federkonstante des Aufzugmotors beträgt D=3,6N/m
Die Feder ist nach der Beschleunigungsstrecke von s=4m wieder vollständig entspannt.
Rollreibwert beträgt µ=0,06

1.2
Welche Geschwindigkeit würde das Spielzeugauto am Ende einer 4m langen Rampe erreichen, wenn diese mit konstant 5° ansteigt?
1.3
Begründe, warum bei dem nachfolgenden Flug nicht die gesamte kinetische Energie in Höhe umgewandelt wird.
1.4
Welche größte Höhe erreicht die Flugbahn des Spielzeugautos?

Meine Ideen:
1.2
E Spannenergie = E Pot + E Kin + W Reib
E Spann = 0.5 * D * (s)^2
E Pot = m * g * h
W Reib = m * g * µ * s

Auwi · Anmeldungsdatum: 20.08.2014 Beiträge: 602

Ich interpretiere die Aufgabe so, daß die Feder nach 1m "Aufladungsstrecke" vollständig aufgeladen ist. Dann betrüge die gespeicherte Energie:

(Falls das nicht zutreffen sollte, vergiß meinen Beitrag)
Diese Energie wird benötigt, um die Reibung auf der Rampe, die potentielle Energie der Rampe und die kinetische Energie am Ende der Rampe zu erzeugen.

Das ergab bei mir eine Geschwindigkeit am Ender der Rampe von:

Diese Geschwindigkeit hat eine horizontale v(x) und eine Vertikale Komponente v(y). Nur die Vertikale bestimmt die Höhe der Flugbahn. sie beträgt:

Daraus berechnet sich eine Höhe über dem Ende der Abschußrampe von

Die Gesamthöhe ist dann Rampenhöhe + 0,01m = 4m*sin(5°)+0,01=0,36m