Frage von Lalelus, 115

Physik: Höhenenergie ohne Masse berechnen?

Ich bräuchte mal eure Hilfe. Ich möchte bei einer Aufgabe gerne die Höhenenergie also Wpot (Wpot= mgh) berechnen. Habe dafür h=5m. Habe aber auch noch Wkin (Wkin=1/2mv²) v=10m/s. Auch könnte ich über Wverlust gehen (Wverlust=am*s) a=1/2m/s² s=100m Es gilt Wpot=Wkin=Wverlust

ich komme gerade einfach nicht drauf wie ich nun die Energie berechnen kann ohne die Masse zu haben.

Wäre für jederlei Denkanstöße dankbar.

Antwort
von Andushka, 82

Hallo!

Zunächst einmal brauchst du eine Vorstellung von Energie (bezogen auf deine Aufgabe: Höhen- und Bewegungsenergie). Energieformen lassen sich ineinander umwandeln. 

Das ist der Kerngedanke deiner Hausaufgabe. 

Die Kugel 20 cm über B ist ein ein Kind auf dem Rodelberg. Lässt du sie los, saust sie hinab, bekommt also Bewegungsenergie. Diese kann ja nicht einfach aus dem "Nichts" heraus entstanden sein, sondern vorher muss eine andere Art Energie da gewesen sein, die sich nun umgewandelt hat...

Je höher die Kugel bzw. das Kind, desto mehr Geschwindigkeit hat es nachher am Boden. Das ist dir bestimmt aus dem Alltag vertraut. Die HÖHE ist entscheidend. Es gibt also sowas wie Höhenenergie, die beim Hinabfahren in Bewegungsenergie umgewandelt wird. Das lässt sich mit Formeln ausdrücken:

(Höhenenergie) Epot = m * g * h
(Bewegungsenergie) Ekin = 1/2 m v^2

Da nur so viel Höhenenergie entnommen wurde wie in Bewegungsenergie umgewandelt, die Mengen also gleich, folgt dann: m * g * h = 1/2 m v^2 (das m kannst du jetzt rauskürzen)

Forme nun die Formel so um, dass du v erhälst und du bist fertig!

Lass dich nicht zu sehr von der komplizierteren Bewegung der Schwinung verwirren. Das Problem konnte man hier mit dem Energieerhaltungssatz lösen. Diesen wirst du noch öfter brauchen, daher meine Hilfe für dich.

Lg. Andy

Kommentar von NosUnumSumus ,

Aber irgendwann macht die Höhe keinen Unterschied mehr, da die Endgeschwindigkeit erreicht ist. (Auch in einem Vakuum).

Welches ist dann der entscheidende Faktor ?

Kommentar von Comment0815 ,

Das ist ein extremes Beispiel, das in der Schulphysik nicht behandelt wird.

Kommentar von Lalelus ,

Erst einmal danke dafür. Wenn ich nun aber m raus kürze und die Formel nach v auflöse bin ich bei der Einheit m/s und dies kann ja wohl nicht wirklich richtig sein, wenn ich eine Energie suche. 

Kommentar von Comment0815 ,

v ist ja auch die Geschwindigkeit und keine Enegie.

Kannst du mal die genaue Aufgabenstellung mit uns teilen? Ich konnte deiner Frage nicht ganz folgen.

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 37

Ohne die Aufgabe bzw. das praktische Problem zu kennen, kann man auch nicht die korrekten Formeln aufstellen. 

Das scheinst du aber selber noch nicht verstanden zu haben, schließe ich aus der Formulierung deiner Frage.

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