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Bfury
Anmeldungsdatum: 16.09.2017
Beiträge: 15
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5852
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 Myon Verfasst am: 18. Jan 2018 21:49 Titel: Re: Aufgabe zu "Energie" - Rutschpartie (Federener |
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| Bfury hat Folgendes geschrieben: |
 (s_F+s_0)= \frac{1}{2}Ds_F^2 + \mu mg\ cos(30°)(s_F+s_0))
Eine Bewegungsenergie (kinetische Energie) der Masse taucht in der Lösung aber nicht auf. Wo liegt mein Fehler? Warum braucht man diese hier nicht? |
Bei der obigen Gleichung wird die Energie der Masse an 2 verschiedenen Punkten verglichen:
-der Ausgangslage, wo die Masse in Ruhe ist
-dem Punkt mit der maximalen Auslenkung der Feder
An beiden Punkten ist die Geschwindigkeit der Masse gleich null, die kinetische Energie somit ebenfalls =0. Die Energie der Masse besteht nur aus der potentiellen Energie (Lageenergie; ihr Nullpunkt wurde hier so gewählt, dass sie im 2. Punkt verschwindet) und (im 2. Punkt) aus Federenergie. Die Differenz zwischen den Energien an den beiden betrachteten Punkten entspricht der zwischen den beiden Punkten geleisteten Reibungsarbeit. Diese muss somit auf der rechten Seite der Gleichung als Summand auftreten.
| Zitat: | | Warum läuft der Reibungsweg über den Cosinus der Gewichtskraft? Ist das generell so, dass wenn man die Gewichtskraft (in diesem Beispiel) in Sinus und Cosinus zerlegt, dass dann die Bewegung (in diesem Fall) in horizontaler Richtung über den Cosinus bzw Sinus (je nach Fall) angegeben werden muss? |
Die Reibungsarbeit ist (Kraft mal Weg)
Für die Normalkraft aber gilt auf einer im Winkel alpha geneigten Ebenen
wie Du Dir anhand einer Skizze schnell klarmachen kannst.
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Bfury
Anmeldungsdatum: 16.09.2017
Beiträge: 15
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| Bfury Verfasst am: 18. Jan 2018 23:13 Titel: |
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Hallo Myon,
vielen Dank für die ausführliche und tolle Antwort und Hilfe 
Ich konnte es sehr gut nachvollziehen. Ich werde die Aufgabe erneut durchdenken und ggf. Rückmeldung geben falls ich erneut Fragen habe.
Vielen Dank und schönen Abend.
LG
Fury
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Bfury
Anmeldungsdatum: 16.09.2017
Beiträge: 15
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| Bfury Verfasst am: 19. Jan 2018 18:00 Titel: |
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Hallo,
mir fiel nun noch eine Frage ein bzgl. der kinetischen Energie. Hätte man hier auch eine Gleichung aufstellen können (laut Aufgabenstellung seien ja mehrere möglich) bei der auch die kinetische Energie in Betracht gezogen wird?
Wäre das ein zulässiger Ansatz zur Lösung?
Also in etwa so:
 + \frac{1}{2}Ds_F^2)
Oder wäre das grundlegend falsch? Wenn ja, wäre ein Hinweis auf meinen (denk)fehler super.
Vielen Dank für die bisherige Hilfe.
LG,
Fury
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5852
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| Myon Verfasst am: 19. Jan 2018 19:17 Titel: |
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| Bfury hat Folgendes geschrieben: | |
Grundsätzlich stimmt diese Gleichung schon, wenn auf der linken Seite ein beliebiger Punkt oberhalb der Feder betrachtet wird. Für die vorliegende Aufgabe führt das aber nicht weiter.
Um mit Hilfe der Energieerhaltung eine Gleichung für die gesuchte Strecke  aufzustellen, ist es sinnvoll, den Punkt mit maximaler Federspannung (hier tritt auf) mit einem Punkt zu vergleichen, wo die Energie möglichst einfach ausgedrückt werden kann - und das ist die Ausgangslage. So tritt die kinetische Energie gar nicht auf.
Etwas anderes wäre es, wenn z.B. eine Gleichung aufgestellt werden müsste für die Geschwindigkeit an einem bestimmten Punkt o.ä. Dann müsste auch die kinetische Energie berücksichtigt werden.
Man könnte natürlich versuchen, nur über Bewegungsgleichungen und ohne Verwendung der Energieerhaltung zum Ziel zu kommen. Das würde in diesem Fall jedoch etwas mühsam werden. Bis zum Erreichen der Feder wird die Masse gleichmässig beschleunigt. Nach Erreichen der Feder aber kommt zur konstanten Reibungskraft die Federkraft hinzu, welche quadratisch mit der Federauslenkung zunimmt. Der Weg über die Energieerhaltung ist deshalb sicher einfacher und vorzuziehen.
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Bfury
Anmeldungsdatum: 16.09.2017
Beiträge: 15
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| Bfury Verfasst am: 19. Jan 2018 21:01 Titel: |
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Hallo Myon,
du hast Recht! Ich habe außer Acht gelassen, dass hier nicht die Frage nach der Endgeschwindigkeit oder so war (das war nämlich in den meisten anderen Aufgaben, die ich in den letzten paar Tagen zu diesem Thema behandelt habe, der Fall), sondern die Lage-Energie verglichen werden sollte. Dadurch spielt die kinetische Energie natürlich nur eine untergeordnete Rolle.
Deine Erklärung dazu habe ich sehr gut verstanden. Alleine hätte ich mir allerdings schwer getan dahinter zu kommen.
Vielen Dank erneut für deine tolle Hilfe.
Ganz liebe Grüße
Fury
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