Mechanische Energie berechnen, wie?
Die Aufgabe lautet:Ein Körper der Masse m wird um die Strecke s eine schiefe Ebene hinaufgezogen bzw. hinabgelassen. (Die schiefe Ebene bilde mit der Waagerechten den Winkel alpha.) Fertigen Sie eine Zeichnung an und berechnen Sie für beide Fälle die mechanische Energie. Wie genau muss man dies hier jetzt bilden?
2 Antworten
Wenn die Reibung vernachlässigbar ist, wenn z.B. der Körper ein Fahrzeug mit Rädern ist, dann ist die erforderliche (beim Hinaufziehen) bzw. die freiwerdende (beim Hinablassen) Energie gleich dem Unterschied der potentiellen Energie (Lageenergie). Dieser Unterschied Delta E ist gleich dem Höhenunterschied h multipliziert mit der Gewichtskraft G=g*m, worin g die Erdbeschleunigung ist (rund 10 m/s²). Den Höhenunterschied h ermittelt man aus der Strecke s und dem Neigungswinkel alpha. Man zeichnet den Winkel alpha mit einem waagrechten Schenkel und der Spitze S. Von S aus trägt man die Strecke s (Maßstab beachten) auf dem ansteigenden Schenkel auf. Endpunkt H. Die Strecke SH stellt die schiefe Ebene dar. Von H fällt man das Lot auf den waagrechten Schenkel. Endpunkt T. Die Strecke HT ist somit der gesuchte Höhenunterschied h der schiefen Ebene. Man kann ihn aus der Zeichnung ablesen (Maßstab beachten) oder berechnen mit h/s=sin(alpha). Nun kann man rechnen:
Delta E = h*g*m = s*sin(alpha)*g*m
Schaue erstmal hier nach für die Zeichnung:
http://grund-wissen.de/physik/mechanik/kraftwandler-und-getriebe/schiefe-ebene.html
F_N und F_G spannen ebenfalls den Winkel alpha auf
Die allg. Gleichung ist:
W = F * s
Und jetzt noch etwas aus Wikipedia geklaut:
"Eine schiefe, schräge oder geneigte Ebene (kurz respektive umgangssprachlich: Hang, Schiefe, Schräge bzw. Neigung) ist in der Mechanik eine ebene Fläche, die gegen die Horizontale geneigt ist. Sie wird verwendet, um den Kraftaufwand zur Höhenveränderung einer Masse zu verringern – der Arbeitsaufwand bleibt jedoch unverändert (ähnlich wie beim Hebel oder dem Flaschenzug)."