Frage von Meinefragenund, 13

Physik: Spannenergie berechnen ?

Habe eine Hausaufgabe: In einem Spielzeug wird eine Feder (federhärte 5,0 N/m) um 10 mm gestaucht. Beim lösen der Feder wird der Ball nach oben geschossen a) berechne die Masse des Balls, wenn die Spannenergie der Feder 25mJ beträgt und der Ball direkt nach dem Abschuss eine Gechwindigkeit von 12 km/h Besitzt B) berechne die maximale Höhe, die der Ball (ohne Luftreibung) erreichen kann C) der Ball wird innerhalb von 5ms auf die abschlussgedchwindigkeit beschleunigt. Berechne die Beschleunigung D) dein Freund verwendet einen doppelt so schweren Ball. Wie ändert sich dann die Energie, die Anfangsgeschwindigkeit und die maximale Höhe?

Antwort
von fjf100, 11

Hier geht es um den "Energieerhaltungssatz"

F=c * s hier ist c die federkonstante in N/m (Newton pro Meter)

c=5n/10mm=500 N/m

W= F * s=Integral C * s *ds=1/2 * c * s^2 + C mit s=0 ergibt c=0

W=1/2 * c *s^2 hier ist W die Federspannarbeit in Nm=J

Esp=Ekin=1/2 *m *v^2 ergibt m= Esp *2/v^2

Esp=25 mJ= 0,025 J  v=12 Km/h=3,33.. m/s eingesetzt

m=0,025 J * 2/3,33 m/s=0,015 Kg = 15 g

Esp=Epot = m *g*h ergibt

 h= Esp/(m*g)=0,025 J/(0,015 kg * 9,81)=0,169m

v=a*t ergibt a=v/t=3,333.. /0,005 s= 666 m/s^2

5 ms(Millisekunden)=0,005 s (Sekunden)

Mit der doppelten Masse gelten die selben Formeln.

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