Höhe von Objekt ausrechen, welche auf Feder fällt

osion · Anmeldungsdatum: 10.06.2021 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hallo

Aufgabe:

https://i.ibb.co/3kHh2SL/0-original.jpg

Lösung:

https://i.ibb.co/K6c82bt/1-original.jpg

Meine Ideen:
Wenn ich die Situation richtig verstehe, wird eine Objekt (0.7 kg) von Höhe h auf eine Feder mit Federkonstante 400 N/m fallen gelassen. Die Feder wird um 0.19 m zusammengedrückt.

Mein Problem ist die Aufgabe b)

Ich bin davon ausgegangen, dass die Energieerhaltung wie folgt ist:

Elastische Energie Feder = Potenzielle Energie Kugel (wenn sie ganz oben ist).

Die Lösung ist (soweit ich das sehe):

Potenzielle Energie Kugel (ganz oben) = Elastische Energie Kugel + Potenzielle Energie Feder

Ich verstehe nicht warum die Kugel eine potenzielle Energie haben soll und warum Minus.

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 6200

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Als Bezugspunkt für die potentielle Energie wurde das obere Ende der entspannten Feder gewählt (siehe in der Lösung oben), und von diesem Punkt aus wird auch die Höhe h0 gemessen.
Wird die Feder nun um die Strecke x komprimiert, so befindet sich die Kugel auf der Höhe -x und hat die potentielle Energie -m*g*x.

gast_free · Gast

Es wird für die Koordinate x ein Nullpunkt definiert. Im Nullpunkt hat der Block die potentielle Energie 0. In der Höhe x=h0>0 die potentielle Energie m*g*h0. Berührt der Block die Feder, wird diese zusammengedrückt. Der Block erfährt eine Kraft die gegen die Schwerkraft gerichtet ist. Die Koordinate x=f<0 nimmt negative Werte an und damit wird der Ausdruck m*g*f negativ. Da jeder Körper sich unter der Einwirkung einer Kraft verformt und die Feder auf den Block drückt wird durch die Feder (Aktio=Reaktio) eine Verformungsarbeit am Block geleistet. Die Wahl der Bezeichung x für die Federverformung ist irreführend.

f: Federverformung

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 6200

@gast_free: Was in der Lösung mit x bezeichnet wird, wird dort eingangs präzise beschrieben. Zu einem Konflikt kommt es erst, wenn man wie Du auch eine vertikale Koordinate mit x bezeichnet.

Die Arbeit, welche die Feder am Block verrichtet (Aufgabenteil b)), hat hier nichts mit einer Verformung des Blocks zu tun. Es geht nur um die Arbeit als Integral von Kraft mal Weg.

osion_ · Gast

Ich verstehe, dass jede Unterschied vom Nullpunkt eine potenzielle Energie bedeutet (+ oder -).

Ich könnte aber auch einfach die potenzielle Energie weglassen und bei der elastische Energie folgendes rechnen.

1/2 * g * 400 * (h0+x)

Denkt ihr das würde Punktabzug geben?

osion_ · Gast

Sorry meine natürlich: bei der potenzielle Energie m*g*(h0+x) rechnen, dann könnte ich die potenzielle Energie auf der ander Seite streichen.

=> m*g*(h0+x)=0,5*k*x^2

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 6115 Wohnort: jwd

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 6200