Energieumwandlung

Christian66 · Gast

Meine Frage:
Hallo ich hoffe jemand kann mir bei diesen Aufgaben helfen.
1. Ein Körper mit der Masse 2.5 kg wird um 2,00 m hochgehoben und anschließend fallen gelassen.
a) Berechne die Arbeit, die beim Heben verrichtet wurde
b) Wie viel Energie muss man zum Heben aufwenden?
c) Um wie viel hat sich dabei die Energie des Körpers erhöht?
d) Bereche die kinetische Energie, die der Körper kurz vor seinem Aufprall hat.
e) Wo bleibt seine Energie nach dem Vorgang?

2. Eine Spiralfeder enthält 14 J Energie. Sie (punkt 1) schießt einen 200g schweren Klotz nach vorne ( punkt 2), der dann eine schiefe Ebene hinaufrutscht. (3)
Erst jetzt tritt auf einer Strecke mit der Länge s eine Reibungskraft von 1 N auf.
a) Berechne die Bewegungsenergie in den Punkten 1,2,3 und 4, wenn die schiefe Eben 3 m hoch ist und die strecke s 1N beträgt.

Meine Ideen:
1.
a) Es handelt sich um Hubarbeit also um Höhenenergie mit der Formel W=m×g×h=2.5kg×10×2m
Das wäre dann w=50 J
b)Mann mus zum Heben dann ebenfalls 50 J aufwenden oder?
c)um 50?
d) wie geht das?
e) laut lösungenwird sie in thermische Energie umgewandelt aber warum? Durch den aufprall?

2. Also ich habe erst die Spannenergie in den 4 Punkten berechnet.
1: 14 J
2:0J
3:0J
4:0J
Das ist bis hierher glaube ich logisch.
Dann habe ich die Lagenenergie berechnet/bestimmt.
1:0J da keine Höhe
2:0J immernoch keine Höhe
3:6J da es gilt E=m×g×h=0.2 kg× 10 × 3=6J
4: immernoch 6J da immernoch oben

Bewegungsenergie
1. 0J
2. Laut lösungen 14 J aber warum?
3. Jetzt laut lösungen 8 J-warum?
4. 6J

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5867 Wohnort: jwd

Lass Dich durch die vielen Fragen nicht verunsichern: sieh haben alle die gleiche Antwort.

zu 1d)

Wie hoch ist die Aufprallgeschwindigkeit?

zu 1e) Luftreibung und die Verformung des Körpers (... kurz vor dem Aufprall) ausser acht lassend, wird die potentielle Energie vollständig in kinetische Energie umgewandelt.

Frage zu 2a)

Was bedeutets s 1N?

Phips · Anmeldungsdatum: 26.12.2016 Beiträge: 45

Zu 1. bis c alles richtig, zu d) Ekin =1/2 m*v² Du setzt die Potentielle Energie (50J) mit der Kinetischen auf dem Boden gleich. also du sagst, dass alle Lageenergie (potentielle Energie) sich auf der Höhe 0 (also dem Boden) in kinetische Energie umgewandelt hat. (das kann man wegem dem Energieerhaltungssatz machen). Also m*g*h=1/2 m*v² ;m kann man kürzen, den 2er von einhalb auf die linke seite multiplizieren, dann von der Linken Seite die Wurzel ziehen. Wurzel (2*g*h) =v;
e) Stell dir ein Objekt vor: wenn es auf den Boden fällt, was passiert? Natürlich: es verformt sich oder geht kaputt. Dabei geht Energie verloren (mit verloren meine ich, dass die Energie nicht mehr brauchbar ist= thermische Energie), das kann man auch damit begründen, dass am Ende weder Potentielle noch Kinetische Energie da ist, was darauf schließen lässt, dass Wärmeenergie (Thermsche) da ist. Also wird die Energie durch den Aufprall in Thermische umgewandelt.
2. a) Die Feder hat 14J Energie, welche sie dem Klotz gibt. Also hat der Klotz bei (2) 14J Energie, die kinetische sein muss da keine anderen Energieformen (potenzielle, thermische) vorliegen. Dann fährt der Klotz auf die schiefe Ebene. Seine Potentielle Energie erhöht sich um 6J, die Gesamtenergie bleibt gleich: 14J-6J=8J ist dann die restliche kinetische Energie. Dann fährt der Block auf eine Strecke s mit Reibung, das bedeutet, die Reibungskraft verrichtet eine Arbeit (bremsarbeit, Energie geht verloren= wird in Thermische umgewandelt=unbrauchbar). Arbeit= Kraft * Strecke. hier ist keine Strecke gegeben (außer sie ist so lange, dass eine Arbeit von 1N*1m verrichtet wurde). Falls s 1m lang ist, wird die gesamtenergie um 1 verringert. 13J ist die neue Gesamtenergie, 6J davon sind Potenzielle Energie, 7J kinetische.
Falls du noch Fragen hast, frag.
LG Phips

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5867 Wohnort: jwd

Phips · Anmeldungsdatum: 26.12.2016 Beiträge: 45

Kurz vor h=0, weil bei h=0 ja schon verformungsarbeit da ist. Natürlich wird nicht nur Thermische Energie übrigbleiben, ich wollte es aber so einfach wie möglich machen.

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5867 Wohnort: jwd

Christian66 · Gast

Ok, danke für die Antworten. Was mir aber immer noch nicht klar ist, ist wie die 8 zustande kommt. Also warum ich von 14 6 abziehen muss.

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5867 Wohnort: jwd

Christian66 · Gast

Ja genau, ich will wissen warum man von 14 , 6 abziehen muss.
Auf der Strecke mit der Länge s tritt eine Reibungskraft von 1 Newton auf