Hey ich hab mal wieder Fragen zu einer Physikaufgabe bzw. möchte gerne wissen ob meine Ansätze korrekt sind. Hier die Aufgabe: Bild zu skizze findet ihr weiter unten)
Ein Block der Masse m = 3.2 kg wird auf einer
schiefen Ebene gegen eine Feder der Federkonstante
k = 430 N/m gelegt, die dadurch ein wenig von der mit ?0? bezeichneten Position der unbelasteten Feder zur Position x0 zusammengedrückt
werde (siehe nebenstehende Abbildung).
Die schiefe Ebene ist gegen die Horizontale um
den Winkel ? = 30° geneigt.
Hinweis: Vernachlässigen Sie in dieser Aufgabe
jeweils Reibungseffekte und die Masse der Feder.
a) Berechnen Sie die Strecke von 0 bis x0, um die die Feder durch den Block in Ruhe
zusammengedrückt wird.
b) Die Feder wird nun um ?x = 20 cm zusammengedrückt, wonach der Block losgelassen wird. Wir betrachten das untere bzw. in der Abbildung linke Endes des Blocks.
Berechnen Sie, wie hoch der Block auf der Ebene rutschen wird, bevor er zum Stillstand kommt (Markierung d in der Skizze). Geben Sie den Abstand relativ zu der Position xmin an, bevor der Block losgelassen wird.
c) Welche Geschwindigkeit hat der Block beim Durchgang durch die Ruheposition der
unbelasteten Feder?
d) Zeichnen Sie in ein Weg-Energie-Diagramm qualitativ den Verlauf der Spannenergie der Feder, der potentiellen Energie im Schwerefeld und der kinetischen Energie ein.
Die funktionale Abhängigkeit von der Position auf der Ebene und die Lage von Maxima/Minima sollte dabei erkennbar sein
Hier nun meine Ansätze:
a) die Feder wird durch die Hangabtriebskraft Fha um s in Ruhe zusammengedrückt. Da der Klotz in Ruhe steht muss die Federkraft FF gleich der Hangabtriebskraft sein (
Also habe ich FF = Fha gerechnet
Also k*s =mg*sin(30) und dann nachts jmgestellt, wobei bei mir dann rauskommt: s=0,037m stimmt hier der Ansatz
b)benutzen des Energieerhaltungssatzes Am Anfang steht der Klotz in Ruhe, somit wirkt die pot Federenergie Epotf. Dann wird der Klotz beschleunigt und Epotf wird in Kinetische Energie umgewandelt. Dann kommt der Klotz wieder zum Stehen und Ekin wird in Epot=mgh umgewandelt.
Also : 0,5k*x^2=0.5m*g*h
Und so mit h=0,27m
Dann steht da ja noch, man solle den Absatand relativ zu xmin angeben.
Also habe ich erstmal mit den geometrischen Beziehungen (siehe zweites bild) die Höhe z von xmin ausgerechnet, wobei da rauskommt z=0,17m.
Frage: Wie gebe ich jz letzendlich den Abstand relativ zu xmin an. Also was genau bedeutet das überhaupt?
C)auch hier würde ich iwie versuchen den Energieerhaltungsssatz zu benutzen.Evtl Epotf =Ekin ?
d) hier bin ich absolut überfragt. Ich habe keine Ahnung wie man sowas zeichnen soll. Hier wäre ich super dankbar wenn mir jmd das erklären kann wie das
Ich muss leider sagen, dass ich das wirklich gar nicht verstehe... Also die rechtwinkligen Dreiecke sehe ich, aber wie kommt man dann aus cos(10) * Ekin=5kj