Mechanik: Eine Kugel rollt die Höhe h=12 m herab.

ustek · Anmeldungsdatum: 10.03.2010 Beiträge: 1

Meine Frage:
ich habe die Frage:

Eine Kugel rollt reibungsfrei aus der Höhe h=12m herab.Welche Geschwindigkeit erreicht sie?

Meine Ideen:
Also, ich hätte so gerechnet:

v=g*t (g=Ortsfaktor)

dann hätte ich einen 2.Term aufgestellt:

v=s/t

dann nach t aufgelöst und eingesetzt:

Also v=g*(s/v)
weiteres auflösen ergibt:

v²=g*s

und dann hätte ich ausgerechnet.

Wie würdet ihr die Aufgabe lösen?

PS:Nur Denkanstöße, ich möchte ja meine Hausaufgaben auch allein lösen können Augenzwinkern

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Hi,
dein Ansatz ist nicht brauchbar bzw. falsch. Abgesehen von der Aufgabe, beschreibt deine erste Gleichung eine konstante Beschleunigung (ungleich 0) und deine zweite Gleichung eine konstante Geschwindigkeit. Das ist doch widersprüchlich oder ?

Deine Aufgabe würde ich mittels Energieerhaltung lösen: Es geht ja keine Energie "verloren", da keine Reibung im Spiel ist. Kannst du dir denken welche Energie in welche anderen Energien umgewandelt wird ?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Zusätzlich zu dem richtigen Einwand von pressure noch eine Bemerkung:

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Hallo,

wie pressure schon gesagt hat, hat es hier keinen Sinn mit der klassischen Methode zu rechnen.

Es geht um den Energieerhaltungssatz.

Du hast eine schiefe Ebene, auf der am oberen Punkt eine Kugel liegt. Diese rollt die Ebene herab und wird aufgrund der Hangabtriebskraft beschleunigt.

Am obersten Punkt hat die Kugel ihre höchste potenzielle Energie. Da während des Vorgangs keine Energie verloren geht (Energieerhaltungssatz), kann man also davon ausgehen, dass die Energie einfach nur umgeformt wird. Nämlich in kinetische Energie.

In Formeln sieht das dann so aus.

Werte einsetzen.

PS)
Würde man jetzt noch die Reibung mit einbeziehen, so wäre die Endgeschwindigkeit natürlich kleiner. Da die Reibungskraft entgegen der Hangabtriebskraft wirkt. Die Kugel wird also abgebremst.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Abgesehen davon, dass der Frageersteller ausdrücklich keine Musterlösung, wie du planck, sie hier hineingestellt hast, wollte, bin ich mit deiner Lösung nicht einverstanden.

Es heißt in der Aufgabenstellung, dass die Kugel rollt. Man kann nun darüber streiten (siehe GvC) wie das mit der Reibung zu verstehen ist, aber ich bin der Meinung, dass sich "keine Reibung" ausschließlich auf die Rollreibung bezieht und damit das Rollen und "keine Reibung" nicht im Widerspruch stehen. Dementsprechend müsste bei der Brechung der Geschwindigkeit, noch die in der Rotation steckende Energie berücksichtigt werden.

Allerdings würde es mich auch nicht wunder, wenn in dieser Aufgabe das Rollen komplett vernachlässigt werden soll.

EDIT: Schnudel war schneller Augenzwinkern

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Da aber über die Kugel keine weiteren Angaben gemacht sind (jedenfalls sind sie hier nicht vorgestellt), ist wohl davon auszugehen, dass die Kugel tatsächlich nur rutscht. Denn wozu sollte eine Höhenangabe in der Aufgabenstellung nutzen, wenn die gefragte Geschwindigkeit sowieso nicht errechnet werden kann.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Also meiner Meinung ist hier nur der Energieerhaltungssatz gefragt.

Potenzielle und kinetische Energie bestimmen.!!!

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Ehm, ok, aber bräuchte man denn nicht für die Haftreibung einen Winkel?

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

....XYZ... · Gast

so, da bin ich wieder(unter neuem Nickname)

Also: in der Aufgabensellung steht nur, dass die Kugel aus einer Höhe h=12m reibungsfrei herab rollt.Es soll mit g=9,81 m/s² gerechnet werden.

Ich bin in der 10. Klasse, da ich aber ein G8-Schüler bin, bin ich praktisch Klasse 11, und lerne auch den Stoff der Klasse 11.
Der Begriff Rotationsenergie wurde im Unterricht schon mal erwähnt, jedoch nicht näher erläutert.

Kennen tue ich die Formeln der Potentiellen Energie(Lageenergie), der Kinetischen Energie(Bewegungsenergie) und der Spannenergie.

Ich denke mir mit reibungsfrei wird gemeinst sein, dass auch wirklich keine Reibung mitwirkt, das Benutzen des Verbs "rollen", wird wahrscheinlich nur deshalb dort stehen, weil "rutschen" uns zu sehr verwirren würde.Vielleicht wusste es mein Physik-Lehrer auch einfach nicht besser.

Viele Grüße