Physik: Energiebilanz?
Hallo,
Ich stehe vor einem kleinen Problem:
"Ein Wagen(m=0.32kg) rollt reibungsfrei eine schiefe Ebene(alpha=30°) herab.
a) Bestimmen Sie die Geschwindigkeit v1 und v2, die er nach Durchlaufen der Strecken s1=15cm bzw s2=65cm erreicht hat."
Kann ich hier jetzt einfach normal mit E=1/2×m×v^2 rechnen? Oder muss ich die schiefe Ebene mit einbeziehen?
LG und Danke!
3 Antworten
Kann ich hier jetzt einfach normal mit E=1/2×m×v^2 rechnen? Oder muss ich die schiefe Ebene mit einbeziehen?
Wieso "oder"? Beides trifft zu. Du kannst mit Ekin =1/2 m v^2 rechnen, und Du musst die potentielle Energie Epot = m g h, mit der Du Ekin dann gleich setzt, aus den Höhendifferenzen h1 und h2 errechnen, also nicht einfach s1 und s2, sondern auch alpha.
In solchen Fällen kannst du recht schlicht vorgehen: nehme den Energiesatz.
bei einer Strecke S auf der schiefen Ebene wird der Höhenunterschied
h = s*sin(Winkel) "durchfallen".
es gilt dann Epot = Ekin
m*g*h = 1/2*m*v^2 oder g*h = 1/2 v^2
wäre nun noch Reibung im Spiel würde längs der Strecke s die Reibarbeit
F_normal * mue * s verbraten. Diese steht nicht mehr zur Beschleunigung zur Verfügung.
dann würde geltzen: E-pot - E_reib = 1/2 * m * v^2
m*g*h - m*g*cos(winkel)* mue = 1/2*m*v^2
Die Masse des Wagens ist irrelevant, da keine Reibung berücksichtigt werden muss.
Prinzipiell gilt ja v=g*t und s= 1/2*g*t^2
Allerdings wirkt hier nicht die volle Erdbeschleunigung g=9,81m/s^2 wie beim senkrechten Fall, sondern 9,81*sin(30°)=4,91, da sich die Kraft auf der schiefen Ebene aufteilt .
Nun musst du nur noch die Formeln umstellen, nach t auflösen und dann einsetzen.