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Skispringer
 
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Amplitude



Anmeldungsdatum: 16.12.2014
Beiträge: 29

Beitrag Amplitude Verfasst am: 17. Jan 2015 23:21    Titel: Skispringer Antworten mit Zitat

Hallo, ich versuche derzeit die sich im Anhang befindene Aufgabe zu lösen. Leider scheitere ich mit einem Ansatz. Eventuell mag mir ja jemand helfen, ich bedanke mich für jede hilfreiche Antwort.

Meine Vorgehensweise:

Ich brauche zunächst die Strecke von A nach B um die verrichtete Arbeit mithilfe W=müh*m*g*cos(30°)*s zu berechnen, wobei s die Strecke zwischen A und B ist. Jetzt stellt sich die Frage ist s=l oder muss ich s berechnen über FN/FG=l/s ?



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GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14859

Beitrag GvC Verfasst am: 17. Jan 2015 23:52    Titel: Antworten mit Zitat

Amplitude hat Folgendes geschrieben:
Ich brauche zunächst die Strecke von A nach B ...


Die ist mit l=30m gegeben.

Amplitude hat Folgendes geschrieben:
... um die verrichtete Arbeit mithilfe W=müh*m*g*cos(30°)*s zu berechnen, ...


Diese Formel bringt Dir überhaupt nichts. Du kennst doch überhaupt keinen Reibkoeffizienten.

Konzentriere Dich auf den Energieerhaltungssatz. Welche potentielle und kinetische Energie hat der Springer in Punkt A, welche in Punkt B? Die Differenz muss die Reibarbeit sein.
Amplitudee
Gast





Beitrag Amplitudee Verfasst am: 18. Jan 2015 00:42    Titel: Antworten mit Zitat

Ich hätte da mal eine Frage. Gilt Epot nicht nur am max. pkt ?Wenn ich zb. einen Ball hoch werfe dann bekommt er ja erst im laufe der zeit kinetische energie bis zum maximalen pkt wo gilt ekin=epot, demnach müssten doch beide punkte A und B kinetische stellen sein. Anderseits wäre es verständlicher wenn er am Punkt A die potentielle Energie hat die ihm danach hilft die rampe hoch zu fahren, also wo sie in kinetische energie (bewegungsenergie) umgewandelt wird. wo steckt mein denkfehler ?
Amplitue
Gast





Beitrag Amplitue Verfasst am: 18. Jan 2015 01:07    Titel: Antworten mit Zitat

Vergiss bitte was ich ebend gesagt habe. Pkt b hat der fahrer Epot und bei A Ekin. Glg. folgen jetzt.
E=mc²



Anmeldungsdatum: 24.06.2014
Beiträge: 494

Beitrag E=mc² Verfasst am: 18. Jan 2015 01:14    Titel: Antworten mit Zitat

Um ehrlich zu sein verstehe ich nicht, was du in deinem letzten Posting schreibst.

Ich gehe mal zuerst auf das Beispiel ein, das du beschreibst:

Wenn du ein Objekt hochwirfst, hat es am Beginn eine E_pot von 0. Die E_kin hat zu dem Zeitpunkt den maximalen Wert.

Mit der Zeit wird die E_kin in E_pot umgewandelt, wobei am höchsten Punkt des Wurfes gilt: E_kin=0 und E_pot jetzt seinen maximalen Wert hat. (E_kin=E_pot gilt NICHT am höchsten Punkt (wie du geschrieben hast), sondern bei der halben Höhe)

Jetzt noch zu meiner ersten Aussage: "hat es am Beginn eine E_pot von 0"
Das ist eigentlich "nur" Definitionssache; man muss sich einigen, welcher Höhe man E_pot=0 zuordnet.

Was GvC gemeint hat ist:
Du sollst berechnen, wie groß der Unterschied von E_pot an den beiden Punkten ist. Diese Energie kann nicht verloren gehen, sie muss in andere Energieformen umgewandelt werden. In diesem Fall in kinetische Energie und "Reibungsarbeit". Wie groß die kinetische Energie ist, kann du berechnen. Somit kann du auch berechnen, wie groß die Arbeit ist, die durch Reibung verrichtet wird.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14859

Beitrag GvC Verfasst am: 18. Jan 2015 01:20    Titel: Antworten mit Zitat

Amplitudee hat Folgendes geschrieben:
Wenn ich zb. einen Ball hoch werfe dann bekommt er ja erst im laufe der zeit kinetische energie bis zum maximalen pkt wo gilt ekin=epot,


Nee, die maximale kinetische Energie hat er im Abwurfpunkt. Im höchsten Punkt ist die gesamte kinetische Anfangsenergie in potentielle Energie umgewandelt. Die kinetische Energie im Gipfelpunkt ist also Null. (Da sich die Bewegungsrichtung im Gipfelpunkt umkehrt, die Geschwindigkeit also das Vorzeichen wechselt, muss die Geschwindigkeit dort Null sein.)

Amplitudee hat Folgendes geschrieben:
... demnach müssten doch beide punkte A und B kinetische stellen sein.


Vollkommen unverständlich, was Du meinst. Laut Aufgabe hat der Springer in Punkt A eine bestimmte Geschwindigkeit und deshalb eine bestimmte kinetische Energie, im Punkt B eine geringere Geschwindigkeit und deshalb eine geringere kinetische Energie. Dafür hat er in B eine höhere potentielle Energie als in A, außerdem hat er Reibarbeit verrichtet. Schau Dir einfach nochmal meinen vorigen Beitrag an. Da steht alles drin.

Amplitudee hat Folgendes geschrieben:
Anderseits wäre es verständlicher wenn er am Punkt A die potentielle Energie hat die ihm danach hilft die rampe hoch zu fahren,


Die potentielle Energie im Punkt A hilft dem Springer nicht, zum höher gelegenen Punkt B zu kommen. Das geht nur durch Umwandlung (eines Teils) der kínetischen Energie, die er im Punkt A hat. Im Übrigen ist es sinnvoll, für den ersten Teil der Aufgabe das Nullniveau der potentiellen Energie auf Höhe des Punktes A zu legen.

Amplitudee hat Folgendes geschrieben:
wo steckt mein denkfehler ?


Du liegst entweder über Kreuz mit den Begriffen kinetisch und potentiell oder mit dem Energieerhaltungssatz oder mit beidem.
Amplitudee
Gast





Beitrag Amplitudee Verfasst am: 18. Jan 2015 01:32    Titel: Antworten mit Zitat

Danke sehr für die Erklärung, werde sie mir ans Herze legen! Hatte dennoch noch einen Post danach hinzugefügt, dass ich im letzten Post etwas durcheinander gekommen bin. So meine Idee zur Lösung:

Ekin_A=0,5mv1
Epot_B=mgh=mgl

Differenz ziehen und fertig oder?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14859

Beitrag GvC Verfasst am: 18. Jan 2015 01:38    Titel: Antworten mit Zitat

Amplitudee hat Folgendes geschrieben:
Ekin_A=0,5mv1


Falsch. Richtig wäre Ekin_A=0,5mv1².

Amplitudee hat Folgendes geschrieben:
Epot_B=mgh=mgl


Auch falsch. Richtig wäre Epot_B=m*g*l*sin(30°).

Amplitudee hat Folgendes geschrieben:
Differenz ziehen und fertig oder?


Nein. In der Energiebilanz fehlt noch die kinetische Energie im Punkt B.
Amplitudee
Gast





Beitrag Amplitudee Verfasst am: 18. Jan 2015 01:57    Titel: Antworten mit Zitat

Das quadrat hatte ich vergessen^^ der winkel wird einbezogen wenn man sich entlang nach oben bei einer schiefen ebene bewegt oder? sonst würde normal mgs gelten.
Amplitudee
Gast





Beitrag Amplitudee Verfasst am: 18. Jan 2015 02:01    Titel: Antworten mit Zitat

Danke sehr...Die bilanz wäre doch einfach nur Epot=mgssinalpha=ekin=0,5mv2^2 oder? wozu brauche ich die?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14859

Beitrag GvC Verfasst am: 18. Jan 2015 02:04    Titel: Antworten mit Zitat

Amplitudee hat Folgendes geschrieben:
der winkel wird einbezogen wenn man sich entlang nach oben bei einer schiefen ebene bewegt oder? sonst würde normal mgs gelten.


Ich verstehe nicht, was Du meinst. Normalerweise wird die Höhendifferenz mit h bezeichnet. Die ist in der vorliegenden Aufgabe nicht gegeben. Stattdessen ist die Hypotenuse des rechtwinkligen Dreiecks gegeben, in dem die Gegenkathete zum Steigungswinkel (30°) die Höhendifferenz h ist.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14859

Beitrag GvC Verfasst am: 18. Jan 2015 02:14    Titel: Antworten mit Zitat

Amplitudee hat Folgendes geschrieben:
Danke sehr...Die bilanz wäre doch einfach nur Epot=mgssinalpha=ekin=0,5mv2^2 oder? wozu brauche ich die?


Das ist ziemlich unverständlich. Also noch einmal ausführlicher:

Betimme die potentielle und die kinetische Energie im Punkt A sowie die potentielle und die kinetische Energie im Punkt B. Bilde die Summe der Energien im Punkt A und die Summe der Energien im Punkt B. Du wirst feststellen, dass die Gesamtenergie (potentielle plus kinetische Energie) im Punkt B kleiner ist als die Summe der Energien im Punkt A. Damit scheint auf den ersten Blick der Energieerhaltungssatz verletzt zu sein. Denn die Gesamtenergie in einem abgeschlossenen System kann sich nicht ändern. Zum Gesamtsystem gehört aber auch der Schanzentisch, auf dem sich der Skispringer nach oben bewegt und wo ein Teil seiner Energie in Reibarbeit umgewandelt wird. Die Differenz der Gesamtenergien im Punkt A und Punkt B muss also die Reibarbeit sein, nach der in der Aufgabe gefragt iat.
amplitudee
Gast





Beitrag amplitudee Verfasst am: 18. Jan 2015 02:51    Titel: Antworten mit Zitat

Danke habe das alles nun größtenteils verstanden. Jetzt nachdem ich mit a fertig bin würde ich gerne noch b lösen. Meine Idee:

0,5mv1^2 ist die energie des gesamtsystems am anfang. Nun wird im laufe des abstandes ekin geringer und epot wächst bis das system abgeschlossen ist wieder. hier gilt ekin=epot

0,5mv1^2 =mgh

jetzt h berechnen und fertig ?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14859

Beitrag GvC Verfasst am: 18. Jan 2015 12:26    Titel: Antworten mit Zitat

amplitudee hat Folgendes geschrieben:
0,5mv1^2 ist die energie des gesamtsystems am anfang.


Nein. es geht doch um die Höhe oberhalb Punkt B. Im Punkt B ist die Geschwindigkeit aber nicht v1, sondern v2.

amplitudee hat Folgendes geschrieben:
Nun wird im laufe des abstandes ekin geringer und epot wächst bis das system abgeschlossen ist ...


Was meinst Du denn damit? Es ist richtig, dass die potentielle Energie wächst und die kinetische bis auf Null absinkt. Dass dabei aber irgendein System zunächst nicht, am Ende aber doch abgeschlossen sei, ist nicht zu verstehen. Verstehst Du das denn selber?

Übrigens: Warum änderst Du denn ständig Deinen Nutzernamen? Oder kommuniziere ich hier mit drei verschiedenen Teilnehmern?
Amplitude



Anmeldungsdatum: 16.12.2014
Beiträge: 29

Beitrag Amplitude Verfasst am: 18. Jan 2015 13:30    Titel: Antworten mit Zitat

Wenn es um die Höhe oberhalb Punkt B geht, dann muss ich also die letzte vorhandene Energie nutzen, also in diesem Fall Punkt B, wobei sie aufgeteilt ist in EpotB+EkinB=m*g*l*sin(30°)+0,5m(v_2)^2=mgh

Jetzt nach h auflösen und fertig. Wenn du jetzt sagst das ich nur die kinetische Energie in Punkt B betrachten muss, dann muss ich etwas falsch verstanden haben.

Du antwortest im übrigen nur einer Person. Da ich mich nicht einloggen konnte war ich gezwungen eine neue ,,Amplitude" zu bilden.

Thumbs up!

Das mit dem abgeschlossenen System vergess mal bitte wieder schnell (Mein Fehler).

Gruß!
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14859

Beitrag GvC Verfasst am: 18. Jan 2015 13:58    Titel: Antworten mit Zitat

Amplitude hat Folgendes geschrieben:
EpotB+EkinB=m*g*l*sin(30°)+0,5m(v_2)^2=mgh

Jetzt nach h auflösen und fertig


Was Du dabei herausbekommst, ist aber nicht die Höhe oberhalb Punkt B, sondern ...? Du sollst aber die Höhe oberhalb Punkt B bestimmen.

Amplitude hat Folgendes geschrieben:
Wenn du jetzt sagst das ich nur die kinetische Energie in Punkt B betrachten muss, dann muss ich etwas falsch verstanden haben.


Ja, das scheint wohl so zu sein.
Für Aufgabenteil b) legst Du das Nullniveau der potentiellen Energie sinnvollerweise in Höhe des Punktes B. Es handelt sich ja um eine ganz neue Aufgabe.
Amplitudeee
Gast





Beitrag Amplitudeee Verfasst am: 24. Jan 2015 00:59    Titel: Antworten mit Zitat

Ich muss nochmal auf Aufgabenteil a zurückkommen. Ich habe das ganze erst gerade verstanden. Es gilt Ekin1+Epot1=Ekin2+Epot2, wobei Epot1=0. Wie muss ich nun die Differenz bilden? Ekin1-(Ekin2+Epot2)? Oder andersherum?
Amplitudeee
Gast





Beitrag Amplitudeee Verfasst am: 24. Jan 2015 03:30    Titel: Antworten mit Zitat

Und kannst du mir bitte dann als letztes ganz einfach erklären wieso der Punkt A nicht relevant ist für Aifgabenteil b. Am besten so einfach das sogar ich es verstehen kann.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14859

Beitrag GvC Verfasst am: 24. Jan 2015 14:19    Titel: Antworten mit Zitat

Aufagbenteil a)


Nach WR auflösen.

Aufgabenteil b)


Nach h auflösen.

Amplitudeee hat Folgendes geschrieben:
Und kannst du mir bitte dann als letztes ganz einfach erklären wieso der Punkt A nicht relevant ist für Aifgabenteil b.


Weil Du nur die Höhe oberhalb B, aber nicht oberhalb A bestimmen sollst. Die kinetische Energie im Punkt B ist bekannt. Die wird in potentielle Energie umgewandelt.
Amplitudee
Gast





Beitrag Amplitudee Verfasst am: 24. Jan 2015 18:09    Titel: Antworten mit Zitat

Danke sehr für die Geduld, das ist wirklich sehr lobenswert.
borromeus



Anmeldungsdatum: 29.12.2014
Beiträge: 509

Beitrag borromeus Verfasst am: 27. Jan 2015 10:30    Titel: Nicht klar Antworten mit Zitat

zu Frage b)

Warum unterstellt man dem Skispringer am höchsten Punkt, dass er keine kinetische Energie besitzt?
Er hat ja noch eine Vorwärtsbewegung. Das ist m.E. nicht das gleiche wie wenn ich eine Kugel senkrecht nach oben werfe, weile diese ja am höchsten Punkt wirklich v=0 hat.

also h(über B)= Ekin(B) / (m * g) kann ich mir daher nicht vorstellen, zumal das Ergebnis unabhängig vom Winkel des Schanzentisches ist.

Gruß
Karl
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14859

Beitrag GvC Verfasst am: 27. Jan 2015 10:45    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, Du hast natürlich recht. Der Energieerhaltungssatz muss lauten



Manchmal passieren halt solche Fehler. Sorry!
borromeus



Anmeldungsdatum: 29.12.2014
Beiträge: 509

Beitrag borromeus Verfasst am: 27. Jan 2015 10:55    Titel: Perfekt Antworten mit Zitat

Verstehe, Danke!

Das heisst es gibt vom Geschwindigkeitsvektor einen waagrechte und eine senkrechte Komponente.
Es wird in Deiner Formel nur die senkrechte Komponente berücksichtigt:

vb x sin (alpha)

So einfach bin aber selber nicht draufgekommen.
Danke GvC
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5567
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 27. Jan 2015 11:51    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo!

Was ich nicht verstehe: Warum sollte die kinetische Energie am höchsten Punkt nach Punkt B denn 0 sein? Er fliegt doch dort noch waagerecht, oder etwa nicht?

Gruß
Marco
borromeus



Anmeldungsdatum: 29.12.2014
Beiträge: 509

Beitrag borromeus Verfasst am: 27. Jan 2015 12:13    Titel: Antworten mit Zitat

Das war ja meine Frage....
Stell dir den 30 grädigen Geschwindigkeitsvektor in eine waagrechte und eine senkrechte Komponenten geteilt vor.

Die "Senkrechte" "verbraucht" sich bis zum höchsten Punkt.

Drum v(B) x sin (Alpha) das ist der Vektor der nach oben wirkt.
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