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Grey
Anmeldungsdatum: 18.09.2008
Beiträge: 17
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 Grey Verfasst am: 18. Sep 2008 12:32 Titel: Bewegung eine schiefe Ebene hinauf |
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Ich habe eine Aufgabe zur Bewegung auf einer schiefen Ebene zu lösen:
Ein Block mit der Masse 2kg gleitet reibungsfrei eine schiefe Ebene hinauf, die um einen Winkel von 32° zur Horizontalen geneigt ist. Der Block wird mit einer Anfangsgeschwindigkeit von 4m/s parallel zur schiefen Ebene angestossen.
a) Bestimmen sie den Betrag der Normalkraft.
Meine Lösung
b) Bestimmen sie den Betrag Kraft T parallel zur schiefen Ebene.
Meine Lösung
c) Welche kinetische Kraft besitzt der Block am tiefsten Punkt der Ebene?
Meine Lösung
^{2} = 12,25 N)
d) Wie weit kommt der Block die schiefe Ebene maximal hinauf?
Aufgabenteile a-c müssten soweit richtig sein, aber zu Teil d fehlt mir der Ansatz. Kann mir jemand unter die Arme greifen? |
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pfnuesel
Anmeldungsdatum: 04.11.2004
Beiträge: 248
Wohnort: Zürich
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| pfnuesel Verfasst am: 18. Sep 2008 13:05 Titel: |
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Mit a) bis c) bin ich einverstanden. Zu d): Sagt dir der Energieerhaltungssatz etwas? |
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Grey
Anmeldungsdatum: 18.09.2008
Beiträge: 17
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| Grey Verfasst am: 18. Sep 2008 13:42 Titel: |
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| pfnuesel hat Folgendes geschrieben: |
Mit a) bis c) bin ich einverstanden. Zu d): Sagt dir der Energieerhaltungssatz etwas? |
Um, nein *schäm*
Ein Ausflug zum Energieerhaltungssatz auf Wikipedia gab ne grobe Übersicht, aber keine Hilfe zu meiner Aufgabe.  |
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pfnuesel
Anmeldungsdatum: 04.11.2004
Beiträge: 248
Wohnort: Zürich
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| pfnuesel Verfasst am: 18. Sep 2008 14:29 Titel: |
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Der Energieerhaltungssatz besagt, dass Energie erhalten bleibt. Da wir hier einen reibungslosen Körper betrachten geht auch keine Energie an die Umgebung verloren. Nun kennen wir ja bereits die kinetische Energie zu Beginn, das ist diejenige die du bei c) ausgerechnet hast.
Kennst du noch eine Formel für die potentielle Energie, also für die Energie die ein Körper in einer gewissen Höhe  hat?
Welche kinetische Energie hat der Körper denn am obersten Punkt, den er erreicht? |
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Grey
Anmeldungsdatum: 18.09.2008
Beiträge: 17
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| Grey Verfasst am: 18. Sep 2008 15:01 Titel: |
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| pfnuesel hat Folgendes geschrieben: | Der Energieerhaltungssatz besagt, dass Energie erhalten bleibt. Da wir hier einen reibungslosen Körper betrachten geht auch keine Energie an die Umgebung verloren. Nun kennen wir ja bereits die kinetische Energie zu Beginn, das ist diejenige die du bei c) ausgerechnet hast.
Kennst du noch eine Formel für die potentielle Energie, also für die Energie die ein Körper in einer gewissen Höhe hat?
Welche kinetische Energie hat der Körper denn am obersten Punkt, den er erreicht? |
Ok, entweder ich kann folgen, oder ich erzähle nun totalen Mist, mal sehen..
Also, wir haben die kinetische Energie zur Zeit der Bewegung:
Wenn das Objekt seinen höchsten Punkt erreicht hat, haben wir keine Bewegung, also auch keine kinetische Energie. Nach dem Energierhaltungsgesetzt muss die Energie aber ja noch in einer Form da sein. Das wäre dann die potentielle Energie. Würde also bedeuten, dass ich in diesem Moment die 12,25N in die Formel für die potentielle Energie einsetzten kann.
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW
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| wishmoep Verfasst am: 18. Sep 2008 15:50 Titel: |
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| Grey hat Folgendes geschrieben: |
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Bis dahin einverstanden.
Also auch  . Die Masse kürzt sich weg ;-) |
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Grey
Anmeldungsdatum: 18.09.2008
Beiträge: 17
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| Grey Verfasst am: 18. Sep 2008 19:04 Titel: |
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| wishmoep hat Folgendes geschrieben: | | Grey hat Folgendes geschrieben: |
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Bis dahin einverstanden.
Also auch . Die Masse kürzt sich weg ;-) |
um, ich verstehe nicht, was du mir sagen willst |
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW
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| wishmoep Verfasst am: 18. Sep 2008 19:09 Titel: |
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Du hast eine vorhandene (eigentlich kinetische Energie) als potentielle Energie bezeichnet und diese dann wiederum mit einer potentiellen gleichgesetzt und nach h hin aufgelöst.
Was ich mit Masse wegkürzen meine?
Energieerhaltung allgemein:
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Grey
Anmeldungsdatum: 18.09.2008
Beiträge: 17
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| Grey Verfasst am: 18. Sep 2008 20:57 Titel: |
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Ah, ich verstehe deinen Ansatz.
Ob ich nun
oder
benutze, das Ergebnis bleibt mit 0,62m das Gleiche.
Fühle mich in meiner Lösung bestätigt und danke euch Beiden vielmals für die Hilfe. |
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
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| wishmoep Verfasst am: 18. Sep 2008 21:13 Titel: |
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Deine erste Formel spiegelt aber nicht das wieder, was gefragt ist - würde vom Lehrer vielleicht höchstens einen Punkt für das richtige Ergebnis geben ;-).
Immer fragen: Welche Energie haben wir vorher und in welche soll sie umgewandelt werden? |
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Grey
Anmeldungsdatum: 18.09.2008
Beiträge: 17
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| Grey Verfasst am: 18. Sep 2008 22:09 Titel: |
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ok, danke dir |
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pfnuesel
Anmeldungsdatum: 04.11.2004
Beiträge: 248
Wohnort: Zürich
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| pfnuesel Verfasst am: 19. Sep 2008 00:34 Titel: |
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Die Rechnung ist (bis auf ein Detail, siehe unten) korrekt. Die Masse lässt sich zwar wegkürzen, dies ist aber da sie gegeben ist nicht nötig. Ist die Masse allerdings nicht gegeben, so kannst du keine Energie explizit ausrechnen, aber trotzdem die Höhe bestimmen (weil sie sich eben herauskürzt).
Womit ich allerdings nicht ganz einverstanden bin ist die Einheit: Die Einheit für die Energie ist nicht Newton, sondern Newtonmeter oder Joule!
Ausserdem liesse sich darüber streiten, ob bei der Aufgabenstellung die Länge gesucht ist, die der Block hinaufrutscht, oder aber die Höhe. |
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Herbststurm
Anmeldungsdatum: 05.09.2008
Beiträge: 412
Wohnort: Freiburg i. Brsg.
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| Herbststurm Verfasst am: 19. Sep 2008 01:21 Titel: |
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| Grey hat Folgendes geschrieben: |
Um, nein *schäm*
Ein Ausflug zum Energieerhaltungssatz auf Wikipedia gab ne grobe Übersicht, aber keine Hilfe zu meiner Aufgabe. |
Ja, Wikipedia kann komisch sein .... Ich bin auch kein Fan des freien Lexikon.
Um das mit der Energie etwas verständlicher zu machen, möchte ich für dich aus einem der tollsten und großartigesten Physikbücher zitieren, dass ich mir bis jetzt gekauft habe und jeh in den Fingern hielt. Jedem sei es tausendfach zu empfehlen. Das Buch ist wie ein Actionfilm, bei dem man wissen will wie es weiter geht!
Zitat aus: The Feynman Lectures on Physics vol 1 by Richard P. Feynman:
Was ist Energie? Es gibt [...] ein Gesetz, das alle Naturphänomene beherrscht, welche bis heute bekannt sind. Es gibt keine bekannte Ausnahme zu diesem Gesetz - soweit wir wissen, ist es exakt. Dieses Gesetz wird die Energieerhaltung genannt. Es sagt, dass es eine gewisse Grösse gibt, welche wir Energie nennen, die sich bei den vielfachen Änderunen, die in der Natur vor sich gehen, nicht ändert. Das ist eine sehr abstrakte Idee, weil es ein mathematisches Prinzip ist; [...]
Stellen Sie sich ein Kind vor, etwa "Dennis the Menace", das Bauklötze besitzt, die absolut unzerstörbar sind und die nicht in Teile zerlegt werden können. Jeder ist dem anderen gleich. Nehmen wir an, dass er 28 Bauklötze besitzt. Seine Mutter setzt ihn mit seinen 28 Bauklötzen am Tagesanfang in ein Zimmer. Am Ende des Tages ist sie neugierig und zählt die Bauklötze sehr sorgfältig und entdeckt ein phänomenales Gesetz - ganz egal, was er mit den Bauklötzen tut, es bleiben immer 28 übrig! Das geht einige Tage so weiter, bis eines Tages plötzlich nur 27 Bauklötze vorhanden sind, aber eine kurze Untersuchung ergibt, dass einer unter dem Teppich steckt. - sie muss überall hinschauen, um sicherzugehen, dass sich die Zahl der Bauklötze nicht geändert hat. Eines Tages scheint sich jedoch die Anzahl zu ändern - es sind nur 26 Bauklötze vorhanden. Eine Sorgfältige Suchaktion zeigt, dass das Fenster offen war und beim Hinausschauen werden die anderen zwei Klötze gefunden. An einem anderen Tag ergibt sorgfältiges Zählen, dass 30 Bauklötze vorhanden sind!
Das verursacht eine beträchtliche Verblüffung, bis man sich besinnt, dass Bruce zu Besuch war, der seine Bauklötze mitgebracht hatte und einige davon bei Dennis zurückließ. Nachdem sie die zusätzlichen Bauklötze entfernt hat, schließt sie das Fenster, lässt Bruce nicht ein und dann geht alles gut, bis sie einmal nachzählt und nur 25 Bauklötze findet. Jedoch befindet sich eine Kiste im Zimmer, eine Spielzeugkiste und die Mutter will diese öffnen, aber der Knabe sagt: "Nein, meine Spielzeugkiste wird nicht geöffnet", und brüllt. Er lässt seine Mutter die Spielzeugkiste nicht öffnen. Da sie unerhört neugierig ist und recht erfinderisch ist, tüftelt sie einen Plan aus. Sie weiss, dass ein Bauklotz 85 Gramm wiegt, also wiegt sie die Kiste zu einem Zeitpunkt, an dem sie alle 28 Bauklötze sieht, und erhält 454 Gramm und dividiert durch 85. Sie entdeckt folgendes:
Es scheinen dann neue Abweichungen aufzutreten, aber die sorgfältige Untersuchung ergibt, dass das schmutzige Wasser in der Badewanne seinen Pegel ändert. Das Kind wirft Bauklötze in das Wasser, und sie kann diese nicht sehen, weil das Wasser so schmutzig ist. Aber sie kann herausfinden, wieviele Klötze sich in dem Wasser befinden, indem sie ihrer Gleichung ein weiteres Glied hinzufügt. Da die Ursprüngliche Wasserhöhe 15,4 cm betrug und jeder Bauklotz die Wasseroberfläche um 0,64 Zentimeter anhebt, wäre diese neue Formel:
Während ihre Welt allmählich immer komplizierter wird, findet sie eine ganze Reihe von Termen, welche Wege zur Berechnung der Anzahl von Bauklötzen an Orten darstellen, die sie nicht in Augenschein nehmen darf. Als Resultat findet sie eine komplizierte Formel, eine Grösse, welche berechnet werden muss und welche in ihrer Situation immer gleich bleibt.
Was ist hierbei die Analogie zur Energieerhaltung? [...]
Ich höre hier mal auf zu zitieren und gebe die Frage Feynmanns an dich weiter. Du könntest zum Beispiel den Text kopieren und Bereiche die interessant sein könnten Fett markieren und versuchen zu interpretieren.
Gruß |
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