Frage von Alessandra93, 34

Physik - potentielle und kinetische Energie?

Bei der Aufgabe bekomme ich 3.2 m raus, was mir aber ziemlich unrealistisch erscheint. Kann mit da jemand den Lösungsweg hinschrieben? Danke!

Antwort
von EtechnikerBS, 17

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.

Antwort
von fjf100, 13

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.

Kommentar von Wechselfreund ,

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

Kommentar von fjf100 ,

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

vielleicht hab ich mich verrechnet !

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