Kann mir jemand bei diesen Aufgaben zur berechnung der Lageenergie helfen?
Unser Lehrer gibt uns Aufgaben, ohne uns jegliches Grundwissen über das Thema beizubringen. Vielen Dank.
Af 3)
Im Rheinfall von Schaffhausen stürzen pro Sekunde 700m3 Wasser 23m tief. Wie viel Lageenergie wird in jeder Sekunde umgewandelt?
Tipp: 1 m³ Wasser hat die Masse 1000 kg
4) Wie hoch kann man mit der Energie von 10 J einen Tennisball (m= 85 g) werfen?
5) Wie viele Kilogramm Sand kann man mit der Energie von 2,2 kJ auf die 1,50 m hohe Ladefläche eines Lasters schaufeln?
6) Welche Höhe kann ein Hubschraubermodell (m= 700 g) mit Elektromotor niemals übersteigen, wenn seine Batterien 1,2 kJ Energie gespeichert haben?
Ich finde Physik sehr interessant, aber seitdem unser Lehrer gewechselt wurde, haben wir einen komplett unfähigen Lehrer, der uns Aufgaben gibt und nicht mal zeigt, wie man diese löst.
4 Antworten
potenzielle Energie (Lageenergie) Epot=m*g*h
Für die potenzielle Energie muß man eine Bezugsebene festlegen.
Auf dieser Bezugsebene ist die potenzielle Energie Epot=0
Die Bezugsebene kann man frei wählen und ist meistens auf der Erdoberfläche.
Man wählt die Bezugsebene so,das sich nur positive Werte für Epot=m*g*h ergeben.
Beispiel:Im Bergbau isr ein Stollen h=200 m tief und nun soll eine Masse m=1000 kg an die Erdoberfläche befördert werden.
gesucht:die notwendige Energie
Hier legt man die Bezugsebene unten auf die Sohle des Stollens,da ist dann Epot=0
Notwendige Hubenergie bezüglich der Sohle ist dann
Epot=1000 kg*9,81 m/s²*200 m=1.962.000 J (Joule)=1.962 kJ (Kilojoule)
1000 J=1 kJ
3) Dichte von Wasser roh=1000 kg/m³ (Kilogramm pro Kubikmeter)
also Wassermasse m=700 m³*1000 kg/m³=700.000 kg stürzen pro Sekunde 23 m tief
ergibt eine Energie pro Sekunde
Epot=700.000 kg*9,81 m/s²*233 m=157.942.000 J=157.942 kJ
Bezugsebene ist hier die Erdoberfläche,da ist Epot=0
4) Epot=10 J=m*g*h → h=10 J/(m*g)=10 J/(0,085 kg*9,81 m/s²)=11,99 m=12 m
5) Epot=2200 J=m*g*h
m=2200 J/(9,81 m/s²*1,5 m)=149,51 kg
6) Epot=1200 J=m*g*h
h=1200 J/(0,7 kg*9,81 m/s²)=174,75 m
Du weißt ja zumindest, dass es um Lageenenergie geht. Und ich finde als Lehrer kann man seinen Schülern auch mal zutrauen selber ein Physikbuch aufzuschlagen oder Google zu bemühen. Würde euch alles auf dem Silbertablett serviert werden, wäre das auch kontraproduktiv.
Physik-Aufgaben lassen sich auf viele Arten lösen. Siehe diese Anekdote.
Wenn man einmal auf sich gestellt ist und nicht immer einen idiotensicheren Verfahrensplan vor sich hat, schult gerade das die Kreativität.
Statt die Lageenergie direkt zu berechnen, könntest du das Wasser einer Sekunde z.B. auch als fallenden Massenpunkt betrachten und mit Annahme des freien Falls die Bewegungsenergie am unteren Punkt des Rheinfalls berechnen. Diese Bewegungsenergie entspricht dann natürlich der ursprünglichen Lageenergie.
Verwende einfach die Formel für die Lageenergie:
Unser Lehrer gibt uns Aufgaben, ohne uns jegliches Grundwissen über das Thema beizubringen.
Wenn ich jedesmal wenn ich diese Aussage in einer Frage auf GF sehe 1€ bekommen würde hätte ich bestimmt schon um die 1000 bis 2000 zusammen. Die Formel für die potentielle Energie findest du hier
https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/potenzielle-energie
Alle Aufgaben lassen sich damit und unter Beachtung des Energiegleichgewichtes bearbeiten (Es kann jeweils höchstens soviel potentielle Energie erreicht werden wie Energie in den Massepunkt investiert wird. Rechne also z.B. bei 4) aus in welcher Höhe der Tennisball eine potentielle Energie von 10J hat).
HInweis: Auf der Erde beträgt das g in der Formel etwa 9,81m/s^2