Physik - potentielle und kinetische Energie?

Aufgabe - (Mathematik, Arbeit, Physik)

2 Antworten

Ich hätte jetzt erstmal gefordert, dass die Zentripetalkraft gleich der Gravitationskraft ist für den Punkt ganz oben. (w ist jetzt mal Omega für Kreisfrequenz ;) )

w^2*r*m=m*g  mit v_oben = w*r

dann die Geschwindigkeit bestimmen, die dass Teil oben haben muss.

Zu der Geschwindigkeit kommt dann die Geschwindigkeit hinzu die es beim steigen verliert. Also E_unten = E_oben + E_pot = 1/2*m*v_oben^2+2*r*g*m

Dann über E_unten = 1/2*m*v_unten^2 die untere Geschwindigkeit bestimmen.

E_unten=E_Feder=int c*s*ds = 1/2*c*s^2  damit sollte man dann auf die Spannung der Feder kommen.

Formeln siehe Mathe-Formelbuch

1.Schritt : alles in SI-Einheiten umwandeln (internationale Einheiten)

m=20 g=0,02 Kg und d=4,8 N/cm=480 N/m

1 .Federenergie Ef=1/2 *D * s^2 mit s= (de)x

2.Zentrifugalkraft Fz=m * v^2/r=m * w *r

3. Gewichtskraft Fg=m * g

Am oberen Kreis gilt Fz=Fg ergibt m *v^2/r= m *g ergibt V^2=g *r

V=Wurzel ( g * r)=wur(9,81 m/s^2 * 0, 5 m)=2,2147 m/s

Nun der Energieerhaltungssatz

Ekin=Ef mit Ekin= 1/2 * m * V^2=1/2 *D * (de)x^2

mit V^2=g *r

m * g * r = D * (de)x^2

(de)x=wurzel( m * g * r/D)=wur( 0,02 kg * 9,81 m/s^2 * 0,5 m/480 N/m)=

0,0142959 m = 1,429..cm

Die Feder muss um 1,429 . cm gespannt werden,damit es funktioniert.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – hab Maschinenbau an einer Fachhochschule studiert
Wechselfreund  16.11.2016, 18:54

Evtl hab ich' überlesen, aber ist die Lageenergie im oberen Punkt berücksichtigt worden? Hab 3,2 cm raus.

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fjf100  16.11.2016, 22:34
@Wechselfreund

keine Ahnung 1. Mit v= wurzel(g *r)= 2,021.. m/s

vielleicht hab ich mich verrechnet !

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