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Nachricht |
st_kukinator
Gast
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 st_kukinator Verfasst am: 29. Jul 2016 15:16 Titel: Schiefe Ebene mit Feder |
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Hallo Leute,
ich habe folgende Aufgabe zu lösen:
eine Klotz mit der Masse m rutscht ohne Anfangsgeschwindigkeit eine schiefe Ebene (alpha = 35,6°) hinunter. Auf der schiefen Ebene befindet sich im Abstand von 0,1m eine Feder mit Federkonstante c. Es wirkt Reibung, die Reibungszahl beträgt 0,1.
Die Frage ist zum einen die Geschwindigkeit zu berechnen, diese habe ich gelöst. Die zweite Teilaufgabe ist die maximale Federkraft beim Zusammendrücken. Da habe ich den Ansatz des Energieerhaltungssatzes. Allerdings weiß ich nicht wie ich die Reibung einbaue, bzw ob sie engebaut werden muss?
Ansatz ist:
U1 = m*g*sin (35,6°) *0,1m
U2 = -m*g*sin(35,6°)*x+ 0,5 * c * x²
T1=T2=0
U ist die potentielle Energie, T die kinetische, x ist die Zusammendrückung der Feder.
Vielen Dank im Voraus |
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_Montanist
Anmeldungsdatum: 10.11.2011
Beiträge: 55
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| _Montanist Verfasst am: 29. Jul 2016 18:29 Titel: |
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also die Reibung musst du meines Erachtens auf jeden Fall beachten musst du ja bei Aúfgabe a) auch da sie ja deine Beschleunigung hemmt. und das mit dem Epot=U die Formel gefällt mir auch nicht recht. ich würde es eher mit Ekin berechnen da du die Vend= Geschwindigkeit beim auftreffen auf die feder ja schon errechnet hast... hast du ja Ekin auf diesem Punkt. die Feder bremst sozusagen und eine Reibungskraft "frisst" auch wieder Energie auf... bin mir aber nicht 100% sicher. aber so würde ich das machen wenn ich über diese Aufgabe drübersehe |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 30. Jul 2016 00:01 Titel: |
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1. Skizze:
Anfangsposition, Neigungswinkel, Gewicht, Hangabtriebskraft, Normalkraft, Reibungskraft, Position s0 des Federbeginns
Für diese Federkraft benötigt man das Stück s, um welches die Feder zusammengepreßt wird bis zum Stillstand, sinnvoll mit Energiesatz
2. Energie E0 bei Beginn Feder
3. E0 = Reibung über s + Federspannung ... |
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st_kukinator
Gast
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| st_kukinator Verfasst am: 30. Jul 2016 10:15 Titel: |
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Erstmal danke für eure Antworten. Ich habe jetzt mal versucht es so umzusetzen.
Also habe ich jetzt diese Formel, stimmt das so?
0,5*m*v² = 0,5*c*(x²*sin²(alpha)) + m*g*µ*sin(alpha)*x
Danke für eure Hilfe! |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 30. Jul 2016 11:37 Titel: |
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Was ist x und wie kommst Du zu dem Reibungsteil? |
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st_kukinator
Gast
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| st_kukinator Verfasst am: 30. Jul 2016 15:38 Titel: |
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x ist die Zusammendrückung der Feder, also der Weg.
Und die Reibungskraft ist vom ersten Auftreffen der Masse auf die Feder über den Weg x berechnet. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 30. Jul 2016 19:16 Titel: |
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| st_kukinator hat Folgendes geschrieben: | | 0,5*m*v² = 0,5*c*(x²*sin²(alpha)) + m*g*µ*sin(alpha)*x |
Die beiden fett gekennzeichneten Terme sind falsch.
1. Wenn x der maximale Federweg ist, dann ist die maximale Spannenergie 0,5*c*x² (ohne Sinusquadrat).
2. Die Reibkraft wird über die Normalkraft ermittelt. Die ist gleich der Gewichtskraft mal dem Kosinus des Neigungswinkels. Da hat der Sinus nichts zu suchen.
Nummerisch lässt sich da aber nichts berechnen, da offenbar keine Masse angegeben ist (jedenfalls hast Du hier keine verraten). |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 30. Jul 2016 19:40 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Nummerisch lässt sich da aber nichts berechnen, da offenbar keine Masse angegeben ist (jedenfalls hast Du hier keine verraten). |
Stimmt!
Bei dem Mischmasch oben
| Zitat: | | eine Klotz mit der Masse m rutscht ohne Anfangsgeschwindigkeit eine schiefe Ebene (alpha = 35,6°) hinunter. Auf der schiefen Ebene befindet sich im Abstand von 0,1m eine Feder mit Federkonstante c. Es wirkt Reibung, die Reibungszahl beträgt 0,1[...] |
kommen Zweifel, ob es der Originaltext ist. Solange vielleicht erstmal ohne Werte. |
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st_kukinator
Gast
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| st_kukinator Verfasst am: 30. Jul 2016 20:33 Titel: |
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Danke für die Hilfe!
Natürlich ist es nicht der Originaltext, habe ich selbst geschrieben, darum der Mischmasch. Ich brauche auch keine numerische Lösung, wollte nur den Ansatz erstmal richtig haben.
Ja, auf das mit dem Kosinus hätte ich auch selbst kommen können. 
Aber ansonsten stimmt es?
Dann danke und ein schönes Rest-Wochenende noch! |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 31. Jul 2016 13:13 Titel: |
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| st_kukinator hat Folgendes geschrieben: | | Aber ansonsten stimmt es? |
Das lässt sich nicht sagen, da Du die Geschwindigkeit beim Auftreffen auf die Feder zwar angeblich berechnet, hier aber nicht vorgestellt hast. Immerhin könnte dieses "Zwischenergebnis" fehlerhaft sein. |
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