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Feder + 2 Gewichte
 
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solid0snake



Anmeldungsdatum: 04.09.2008
Beiträge: 49

Beitrag solid0snake Verfasst am: 05. Sep 2008 21:25    Titel: Feder + 2 Gewichte Antworten mit Zitat

Es geht um folgendes Beispiel.

Ein 4 kg Gewicht hängt an einem Seil über eine Masselose Reibungfreie Rolle, verbundem mit einem 6kg Gewicht der auf der waagrechten Fläche liegt.

Der Gleitreibungskoeffizient ist

Die Federkonstante

Das 6kg Gewicht wird nun gegen die Feder gedrückt wobei diese sich zusammenzieht.

Gesucht ist jetzt die Endgeschwindigkeit nachdem die 6-KG-Masse losgelassen und die 4-KG-Masse gesunken ist.

Klingt nicht so schwer, aber leider bin ich mir nicht sicher ob mein Lösungweg korrekt sein kann.

Ich habs folgend gerechnet

180 für D und 0,3 für x





Danach zähle ich die zwei Kräfte zusammen und ziehe davon die Reibung ab. Daraus forme ich dann auf die Beschleunigung um.

Mit der Beschleuningung kann ich die Zeit ausrechnen.

Und dann kann ich die Geschwindigkeit ausrechnen.

Aber ich glaube das dieser Lösungsansatz falsch ist, weil man die Kräfte nicht einfach zusammenzählen kann, oder?



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DSC02506.jpg


dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 05. Sep 2008 21:31    Titel: Antworten mit Zitat

Die Kräfte kannst du schon zusammenzählen, nur ist die Kraft durch die Feder nicht immer gleich groß, sondern von der jeweils momentanen Federauslenkung abhängig.

Hast du es schon mal über den Energieerhaltungssatz probiert?
solid0snake



Anmeldungsdatum: 04.09.2008
Beiträge: 49

Beitrag solid0snake Verfasst am: 05. Sep 2008 21:33    Titel: Antworten mit Zitat

Energieerhaltung hab ich noch nicht in Betracht gezogen.

Wie würde der aussehen?
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 05. Sep 2008 22:08    Titel: Antworten mit Zitat

Na, fang einfach mal an:

Welche Energiearten kennst du? Welche sind hier beteiligt? Welche Formeln kennst du dafür?
solid0snake



Anmeldungsdatum: 04.09.2008
Beiträge: 49

Beitrag solid0snake Verfasst am: 05. Sep 2008 22:17    Titel: Antworten mit Zitat

Ok

Potentielle Energie einer Feder:

Kinetische Energie um masse zu beschleunigen

Potentielle Energie zum Heben von Masse

Klingen genau nach denen die ich brauche, nur wie kann ich die kombinieren?
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 05. Sep 2008 22:37    Titel: Antworten mit Zitat

Tipp: Was heißt das "Erhaltung" in "Energieerhaltungssatz"?

Wie groß ist die Gesamtenergie am Ende im Vergleich zur Gesamtenergie am Anfang?
solid0snake



Anmeldungsdatum: 04.09.2008
Beiträge: 49

Beitrag solid0snake Verfasst am: 05. Sep 2008 22:58    Titel: Antworten mit Zitat

kann das stimmen

Epot + Ekin = Epot

dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 05. Sep 2008 23:56    Titel: Antworten mit Zitat

Nicht raten Augenzwinkern

Magst du erst mal anfangen, deine Überlegungen in Worten zu formulieren?
solid0snake



Anmeldungsdatum: 04.09.2008
Beiträge: 49

Beitrag solid0snake Verfasst am: 06. Sep 2008 00:07    Titel: Antworten mit Zitat

dermarkus hat Folgendes geschrieben:
Nicht raten Augenzwinkern

Magst du erst mal anfangen, deine Überlegungen in Worten zu formulieren?


Also die Feder drückt das erste Massestück mit der gespeicherten Kraft, gleichzeitig Bewegt sich das zweite Massestück nach unten.

Hier bin ich hilflos überfordert.

Das zweite Massestück fällt ja quasi von alleine runter, das erste wird durch die Feder beschleunigt.

Ohne das zweite Massestück währs viel einfacher....
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 06. Sep 2008 00:17    Titel: Antworten mit Zitat

In welchen Formen liegt die Energie also am Anfang vor, und in welchen Formen ist die Energie am Ende vorhanden?
solid0snake



Anmeldungsdatum: 04.09.2008
Beiträge: 49

Beitrag solid0snake Verfasst am: 06. Sep 2008 00:20    Titel: Antworten mit Zitat

dermarkus hat Folgendes geschrieben:
In welchen Formen liegt die Energie also am Anfang vor, und in welchen Formen ist die Energie am Ende vorhanden?


So viel ich weiss in den Potentiellen.

Ich glaub mir fehlt irgendwas in den Formeln??
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 06. Sep 2008 00:35    Titel: Antworten mit Zitat

solid0snake hat Folgendes geschrieben:

So viel ich weiss in den Potentiellen.

grübelnd Wie meinst du das?

Vorschlag: Mach mal zwei Listen:

Beiträge zur Energie am Anfang:

*
*
...

Beiträge zur Energie am Ende:

*
*
*
...
solid0snake



Anmeldungsdatum: 04.09.2008
Beiträge: 49

Beitrag solid0snake Verfasst am: 06. Sep 2008 01:01    Titel: Antworten mit Zitat

dermarkus hat Folgendes geschrieben:
solid0snake hat Folgendes geschrieben:

So viel ich weiss in den Potentiellen.

grübelnd Wie meinst du das?

Vorschlag: Mach mal zwei Listen:

Beiträge zur Energie am Anfang:

*
*
...

Beiträge zur Energie am Ende:

*
*
*
...


Benötige ich auch die Energie fürs Zusammendrücken der Feder?
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 06. Sep 2008 01:10    Titel: Antworten mit Zitat

solid0snake hat Folgendes geschrieben:

Benötige ich auch die Energie fürs Zusammendrücken der Feder?

Nein, der Start ist ja erst beim Loslassen des Klotzes.

Wie würdest du die Energien nennen, die du bisher in die Liste geschrieben hast? Weißt du schon, was Begriffe wie kinetische Energie, Spannenergie, Lageenergie, Reibungsenergie bedeuten? Fehlen noch Beiträge in den beiden Listen?
solid0snake



Anmeldungsdatum: 04.09.2008
Beiträge: 49

Beitrag solid0snake Verfasst am: 06. Sep 2008 12:40    Titel: Antworten mit Zitat

dermarkus hat Folgendes geschrieben:
solid0snake hat Folgendes geschrieben:

Benötige ich auch die Energie fürs Zusammendrücken der Feder?

Nein, der Start ist ja erst beim Loslassen des Klotzes.

Wie würdest du die Energien nennen, die du bisher in die Liste geschrieben hast? Weißt du schon, was Begriffe wie kinetische Energie, Spannenergie, Lageenergie, Reibungsenergie bedeuten? Fehlen noch Beiträge in den beiden Listen?


Ich würds so machen:

potentielle Energie der Feder wird beim loslassen in kinetische Energie umgewandelt die die Masse beschleunigt - Reibungsenergie = Energie von zweiter Masse die runter fällt.
solid0snake



Anmeldungsdatum: 04.09.2008
Beiträge: 49

Beitrag solid0snake Verfasst am: 06. Sep 2008 22:30    Titel: Antworten mit Zitat

Kann mir jemand einen kurzen Denkanstoß geben, ich komm einfach nicht weiter.... Hilfe
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 07. Sep 2008 00:30    Titel: Antworten mit Zitat

solid0snake hat Folgendes geschrieben:

potentielle Energie der Feder

Das ist nur eine der Energien, die am Start vorliegen und in andere umgewandelt werden. Fällt dir noch eine weitere Energie ein, die am Start vorliegt?

Zitat:

wird beim loslassen in kinetische Energie umgewandelt die die Masse beschleunigt

Welche Masse soll diese kinetische Energie dann erhalten? Die an der Feder, die nach der Rolle oder beide?

Zitat:

- Reibungsenergie

Kennst du schon eine Formel, mit der du angeben kannst, wie groß die hier verloren gehende Reibungsenergie sein wird?

Zitat:

= Energie von zweiter Masse die runter fällt.

Woraus setzt sich diese Energie der zweiten Masse zusammen? Welche Energie hatte sie am Anfang? Und in welchen Formen besitzt sie am Ende Energie?
solid0snake



Anmeldungsdatum: 04.09.2008
Beiträge: 49

Beitrag solid0snake Verfasst am: 07. Sep 2008 01:00    Titel: Antworten mit Zitat

Also ich glaub ich hab die Gleichung:



Also Ich erklähre das wie folgt, Beim Start Drückt die Feder die Masse1 und gleichzeitig sinkt die Mass2 runter. Die Masse1 wird aber noch wegen der Reibung abgebremst. grübelnd
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 07. Sep 2008 01:08    Titel: Antworten mit Zitat

Ich finde, damit bist du schon ziemlich weit smile

Du möchtest mit deiner Gleichung sagen, dass die Energie, die am Anfang in Form von potentieller Energie der Feder (= Spannenergie) und in Form von potentieller Energie der zweiten Masse (Lageenergie) vorlag, am Ende in kinetische Energie der beiden Körper und in Reibungsenergie umgewandelt wurde.

Magst du dir damit nochmal das Vorzeichen deiner Reibungsenergie auf der rechten Seite anschauen, ob das so schon Sinn macht? Und magst du dir diesen Term für die Reibungsenergie nochmal genauer anschauen? Hast du dabei schon eine Energie hingeschrieben, oder ist das statt dessen bisher einfach nur die Reibungskraft?
solid0snake



Anmeldungsdatum: 04.09.2008
Beiträge: 49

Beitrag solid0snake Verfasst am: 07. Sep 2008 01:12    Titel: Antworten mit Zitat

dermarkus hat Folgendes geschrieben:
Ich finde, damit bist du schon ziemlich weit smile

Du möchtest mit deiner Gleichung sagen, dass die Energie, die am Anfang in Form von potentieller Energie der Feder (= Spannenergie) und in Form von potentieller Energie der zweiten Masse (Lageenergie) vorlag, am Ende in kinetische Energie der beiden Körper und in Reibungsenergie umgewandelt wurde.

Magst du dir damit nochmal das Vorzeichen deiner Reibungsenergie auf der rechten Seite anschauen, ob das so schon Sinn macht? Und magst du dir diesen Term für die Reibungsenergie nochmal genauer anschauen? Hast du dabei schon eine Energie hingeschrieben, oder ist das statt dessen bisher einfach nur die Reibungskraft?


Die Reibung mindert ja die Energie, wieso muss ich sie dann dazurechnen?

Aber so stimmt die Gleichung auch nicht..... Wieso
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 07. Sep 2008 03:46    Titel: Antworten mit Zitat

Überleg noch mal in Ruhe:

Auf welcher Seite ist die Wärmeenergie, die durch die Reibung produziert wird, vorhanden? Schon am Start oder erst am Ende?

Und hast du mal mit meinem Tipp von eben versucht, deinen Versuch für die Formel für die Reibungsenergie zu verbessern?
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