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soc
Gast
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 soc Verfasst am: 09. Feb 2013 12:32 Titel: Federmechanismus |
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Meine Frage:
Hallo liebe Helfer!
Ich habe ein kleines Verständnisproblem.
"Eine 3 kg schwere Eisenkugel wird von einem 50 m hohen Turm horizontal abgefeuert. Die Kugel fliegt 443 m weit."
Die Geschwindigkeit beim verlassen des Turms und die Absolutgeschwindigkeit konnte ich bereits ausrechnen. Nun komm jedoch diese Frage hinzu:
"Stellen Sie sich vor, die Kugel wird u?ber einen Federmechanismus abgefeuert. Die Federkonstante D betra?gt 334 kN/m. Wie stark muss die Feder zusammengedru?ckt werden, damit die Geschwindigkeit erzielt wird? Wie hoch ist die Energie in der Kugel beim Abfeuern?"
Meine Ideen:
Ich bin soweit gekommen, dass ich die Formel für die Kraft habe: F = D * s und für die Verformungsarbeit
W = 0,5 * D * s^2
Reicht für die erste Frage die erste Formel (F=D*s) ?
Bzw. für die zweite Frage die zweite Formel? Da kommen nämlich 186,3 kN raus, kann das sein?
Mir fehlt hier das Grundverständnis, um rauszufinden welche Formeln bei der Fragestellung zu nehmen sind...
Würde mich auf eine Antwort freuen, danke!
soc |
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Äther
Anmeldungsdatum: 22.12.2011
Beiträge: 387
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| Äther Verfasst am: 09. Feb 2013 23:55 Titel: Re: Federmechanismus |
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| soc hat Folgendes geschrieben: | Meine Frage:
"Stellen Sie sich vor, die Kugel wird u?ber einen Federmechanismus abgefeuert. Die Federkonstante D betra?gt 334 kN/m. Wie stark muss die Feder zusammengedru?ckt werden, damit die Geschwindigkeit erzielt wird? Wie hoch ist die Energie in der Kugel beim Abfeuern?"
Meine Ideen:
Ich bin soweit gekommen, dass ich die Formel für die Kraft habe: F = D * s und für die Verformungsarbeit
W = 0,5 * D * s^2
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Das stimmt.
| soc hat Folgendes geschrieben: |
Reicht für die erste Frage die erste Formel (F=D*s) ? |
Im Prinzip ja, aber Du musst erstmal die Kraft ausrechnen.
| soc hat Folgendes geschrieben: |
Bzw. für die zweite Frage die zweite Formel? Da kommen nämlich 186,3 kN raus, kann das sein?
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Ja entweder das, oder Du berechnest einfach die kinetische Energie. Ich komme aber auf ein anderes Eregbnis. Zeig mal Deine Rechnung.
| soc hat Folgendes geschrieben: |
Mir fehlt hier das Grundverständnis, um rauszufinden welche Formeln bei der Fragestellung zu nehmen sind...
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Das ist eigentlich nicht schwer zu beantworten. Du brauchst die Gleichungen, die die gesuchten Größen mit den gegeben in Beziehung setzen. |
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soc
Gast
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| soc Verfasst am: 10. Feb 2013 19:05 Titel: |
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Danke für die Antwort!
F = D * s
Die 334 kN/m habe ich erst in 0,334 N/m umgewandelt. Das s habe ich aus v (138,9 m/s) * t (3,19s). Da kommt am Ende für F 148N raus.
Die Energie mit der Verformungsarbeit W = 0,5 * D * s^2:
Für D wieder 0,334 N/m und für s 443m kommt da 32,8 kN raus.
Die kinetische Energie wäre aber doch E = 0,5 * m * v^2 ?
Da würden aber mit m=3kg und v=138,9m/s für E 28,9 kN rauskommen.
Kann das sein?
Für die potentielle Energie Epot = m * g * h kommt 1471 Nm raus. Dabei sollte doch Ekin=Epot gelten oder nicht?
Das meine ich. Irgendwas grundlegendes verstehe ich hier nicht...Würde mich um Aufklärung freuen 
Lieben Gruß,
soc |
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Äther
Anmeldungsdatum: 22.12.2011
Beiträge: 387
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| Äther Verfasst am: 10. Feb 2013 19:49 Titel: |
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| soc hat Folgendes geschrieben: | Danke für die Antwort!
F = D * s
Die 334 kN/m habe ich erst in 0,334 N/m umgewandelt. Das s habe ich aus v (138,9 m/s) * t (3,19s). Da kommt am Ende für F 148N raus.
334kN/m=334000N/m!
Die Energie mit der Verformungsarbeit W = 0,5 * D * s^2:
Für D wieder 0,334 N/m und für s 443m kommt da 32,8 kN raus.
Mit s ist hier die Stauchung der Feder gemeint, nicht die Flugweite. Außerdem: Seit wann wird Arbeit in Newton angegeben? Das ist die Einheit für Kraft!
Die kinetische Energie wäre aber doch E = 0,5 * m * v^2 ?
Da würden aber mit m=3kg und v=138,9m/s für E 28,9 kN rauskommen.
Kann das sein?
Nein, die Einheit der Energie ist nicht Newton!
Für die potentielle Energie Epot = m * g * h kommt 1471 Nm raus. Dabei sollte doch Ekin=Epot gelten oder nicht?
Nein, die Potentielle Energie ist beim Abfeuern um den Betrag E=mgh mit h=50m größer als nach dem Auftreffen.
Jetzt bekommst Du als Energieeinheit plötzlich Nm raus, da müsste Dir doch eigentlich auffallen, dass das was faul ist. Wenn Du in einer Aufgabe verschiedene Einheiten für die Energie rausbekommst.
Das meine ich. Irgendwas grundlegendes verstehe ich hier nicht...Würde mich um Aufklärung freuen
Dass Du was grundlegendes nicht verstehst, merkt man. Um Dich 'aufzuklären' musst Du Dir aber erstmal darüber klar werden was Du nicht verstehst und das präzise formulieren. Ich kann Dir ja nichts erklären, wenn ich noch nichtmal weiß was 
Lieben Gruß,
soc |
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