Schiefe Ebene, halbe Geschwindigkeit am Ende

mbhn · Anmeldungsdatum: 16.06.2016 Beiträge: 10

Hab Probleme mit dieser Aufgabe:

Hallo zusammen,

Ein Kind rutscht aus dem Stillstand eine reibungsbehaftete Rutsche mit einem Neigungswinkel von 28°hinunter.
Am Ende der Rutsche ist seine Geschwindigkeit genau halb so groß wie sie gewesen wäre, wenn die Rutsche keine Reibung gehabt hätte.

Ich verlange von euch definitiv keine Komplettlösung, sondern nur das mir ein wenig auf die Sprünge geholfen wird.

Die Bewegung ist Gleichförmig oder?
Also v=a*t und s=0,5*a*t^2
F=m*a

Ich muss die Gleichung irgendwie ins Verhältniss setzen oder?
ich habe andere Aufgaben gefunden mit halber Beschkeunigung und halber Zeit komme aber nicht weiter.
Danke!

Auwi · Anmeldungsdatum: 20.08.2014 Beiträge: 602

Du solltest Dir übrlegen, weshalb die Beschleunigung bei Reibung kleiner ist.
Das hat etwas mit der Reibungszahl zu tun.
Ausserdem fehlt mir eine konkrete Frage nach "etwas"....
z.B. nach der Beschleunigung bei Reibung oder nach der Reibungszahl oder nach "was..."
Kokret bleibt da eigentlich nur die Frage nach der wirkenden Reibungszahl...

Huggy · Anmeldungsdatum: 16.08.2012 Beiträge: 785

(1) Was ist bei der Aufgabe gefragt? Ich vermute, der Reibkoeffizient ist gesucht. Ist das richtig?

(2) Erst denken, dann rechnen! Das wüste Hinschreiben von Formeln bringt gar nichts, selbst wenn diese richtig sind.

(3) Rechne erst mit Variablen! Setze erst zum Schluss Zahlenwerte ein.

(4) Nimm an, die Höhendifferenz der Rutsche sei h. Welche Geschwindigkeit

erreicht dann das Kind, wenn es keine Reibung gäbe? Das kann man mit dem Energiesatz berechnen. Der Neigungswinkel geht da gar nicht ein.

(5) Wie groß ist die Reibkraft bei gegebenem Reibkoeffizienten? Welche Energie wird also zur Überwindung der Reibung verbraucht? Das kann mit Energie = Kraft mal Weg berechnen.

(6) Wie groß ist die verbleibende kinetische Energie und die zugehörige Geschwindigkeit

?

(7) Berechne jetzt aus

den Reibkoeffizienten, vorausgesetzt natürlich, das war die Frage.

mbhn · Anmeldungsdatum: 16.06.2016 Beiträge: 10

Hallo zusammen,

erstmal möchte ich mich für meine dürftige Fragestellung entschuldigen!
Es war nach dem Reibkoeffizienten gefragt!
Ich werde nich jetzt anhand eurer Tipps nochmal mit der Aufgabe beschäftigen und gegebenenfalls melden!

Danke

Auwi · Anmeldungsdatum: 20.08.2014 Beiträge: 602

In beiden Fällen gilt:

a(1) = a ohne Reibung ; a(2) = a mit Reibung und stets gilt a = F/m
Nach dem Herauskürzen von m gilt:

Jetzt nur noch berücksichtigen:

und auflösen nach

Huggy · Anmeldungsdatum: 16.08.2012 Beiträge: 785

@Auwi
Nimmst du an, dass die Zeit bis zum Erreichen des Endes der Rutsche mit und ohne Reibung gleich ist?

Auwi · Anmeldungsdatum: 20.08.2014 Beiträge: 602

Nein, es dürfte gelten unter Berücksichtigung gleicher Strecken:

Huggy · Anmeldungsdatum: 16.08.2012 Beiträge: 785

Das war deinem vorigen Beitrag nicht zu entnehmen, weil da nur eine Variable t vorkam. Ich hoffe, der Fragesteller wurde dadurch nicht in die Irre geführt.

mbhn · Anmeldungsdatum: 16.06.2016 Beiträge: 10

Das hab ich mir überlegt (siehe Bild):
Aber auf das Ergebniss aus der Lösung komm ich nicht. Dieses ist 0,4
Hab gerade erst beim hochladen bemerkt das ihr geantwortet habt. ich lade meine Idee trotzdem mal hoch!

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Fehler rot gekennzeichnet.

mbhn · Anmeldungsdatum: 16.06.2016 Beiträge: 10

Vielen Dank für eure Hilfe und geduld. Bin immer wieder überrascht, über die kompetente Hilfe die man hier erhält!

Auwi · Anmeldungsdatum: 20.08.2014 Beiträge: 602

Ich habe nochmal nachgedacht.
Wenn die Geschwindigkeit am Ede der Rutsche bei Reibung nur noch halb so groß ist, dann beträgt die kinetische Energie nur noch 1/4 von dem, was ohne Reibung unten ankommt. Dann kann auf der Rutsche auch nur noch 1/4 der ursprünglichen Kraft in Bewegung umgewandelt worden sein.
Die Hangabtriebskraft ohne Reibung wirkt mit m*g*sin(28°), die Beschleunigung beträgt also a(1) = g*sin(28°)
a(2) ist dann auch nur noch 1/4 davon.
Das ergibt nach Vereinfachung die Gleichung: sin(28°)/4 = sin(28°)-x*cos(28°)
was dann die Reibungszahl x ergibt: