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Bewegung mit variable Masse mit Energieerhaltung rechnen
 
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hannah3442



Anmeldungsdatum: 21.11.2015
Beiträge: 4
Beitrag hannah3442 Verfasst am: 21. Nov 2015 14:29    Titel: Bewegung mit variable Masse mit Energieerhaltung rechnen Antworten mit Zitat
Hallo,

es geht um eine Aufgabe im Demtröder - das Beispiel auf Seite 53f.: ein Zug der Masse fährt mit Anfangsgeschwindigkeit und wird mit Sand beladen, was zu einem konstanten Massenzuwachs führt. Reibung wird vernachlässigt.







Wo ist der Denkfehler? Warum geht das nicht? Wo steckt die Energie, wenn nicht in kinetischer Energie?

Liebe Grüße, Hannah
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5789
Wohnort: Heidelberg
Beitrag as_string Verfasst am: 21. Nov 2015 14:47    Titel: Antworten mit Zitat
Wenn der Sand auf den schon vorhandenen fällt, ist das für jedes Sandkorn wie ein inelastischer Stoß. Also ist die Energie nicht erhalten.
Wohin die geht? Wie immer in Wärme und so...

Gruß
Marco
hannah3442



Anmeldungsdatum: 21.11.2015
Beiträge: 4
Beitrag hannah3442 Verfasst am: 21. Nov 2015 14:53    Titel: Antworten mit Zitat
Hi, danke für deine schnelle Antwort! smile

as_string hat Folgendes geschrieben:
Wenn der Sand auf den schon vorhandenen fällt, ist das für jedes Sandkorn wie ein inelastischer Stoß. Also ist die Energie nicht erhalten.


Fällt das nicht unter "Reibung vernachlässigen"? Woher weiß ich denn überhaupt, dass Sandkorn auf Sandkorn fällt? Und passiert das nicht in y-Richtung, während der Zug sich in x-Richtung bewegt? Nimmt der Stoß in y-Richtung dann überhaupt Einfluss auf die Geschwindigkeit in x-Richtung?

Fühle mich, als hätte ich da ein Brett vorm Kopf... grübelnd
Duncan
Gast
Beitrag Duncan Verfasst am: 21. Nov 2015 16:31    Titel: Antworten mit Zitat
Wenn Sandkorn auf Sandkorn stößt, so zählt hier nur die x-Komponente des Impulses.
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5789
Wohnort: Heidelberg
Beitrag as_string Verfasst am: 21. Nov 2015 17:49    Titel: Antworten mit Zitat
hannah3442 hat Folgendes geschrieben:
Fällt das nicht unter "Reibung vernachlässigen"?

Nein, das fällt unter inelastischer Stoß. Wenn Du einen solchen berechnest, dann redest Du ja normalerweise auch nicht von "Reibung", oder? Obwohl ein Teil der Energie dort ja wahrscheinlich schon durch Reibung verloren geht.
Fakt ist: Alle Sandkörner, die rein fallen, werden relativ schnell genau die Geschwindigkeit des Wagens angenommen haben. Und das ist die einzige Voraussetzung eines total unelastischen Stoßes, die damit erfüllt ist.
hannah3442 hat Folgendes geschrieben:
Woher weiß ich denn überhaupt, dass Sandkorn auf Sandkorn fällt? Und passiert das nicht in y-Richtung, während der Zug sich in x-Richtung bewegt? Nimmt der Stoß in y-Richtung dann überhaupt Einfluss auf die Geschwindigkeit in x-Richtung?

Die y-Richtung ist unwichtig: Der Zug ist ja einerseits sowie so auf Gleisen und andererseits ignorieren wir ja auch schon die ganze Zeit die Schwerkraft. Auch deshalb ist das mit der Energieerhaltung eventuell schwierig: Das Sandkorn hat ja beim Fallen eine kin. Energie durch die Geschwindigkeit in senkrechter Richtung. Die ist dann aber auch komplett weg.
Insgesamt ist die Formulierung, die Reibung soll vernachlässigt werden, einfach falsch. Man müsste schreiben, dass die Reibung des Wagons auf den Schienen vernachlässigt werden soll.

Aber im Gegensatz zu der Energie ist der Impuls ein Vektor und die Impulserhaltung gilt in jeder Raumrichtung unabhängig. Also kannst Du die Impulserhaltung auch alleine mit den x-Werten verwenden.

Gruß
Marco
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5054
Beitrag DrStupid Verfasst am: 21. Nov 2015 19:02    Titel: Antworten mit Zitat
hannah3442 hat Folgendes geschrieben:
Fällt das nicht unter "Reibung vernachlässigen"?


Um alle Stöße volkommen elastisch zu machen, müsste man mehr als nur die Reibung vernachlässigen. Aber auch das würde am Ergebnis nichts ändern. Es geht hier schließlich um die Geschwindigkeit des Zuges und nicht um die der Sandkörner.
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