Potentielle Energie bei schiefer Ebene mit Reibungskraft?
Hallo, da bei der potentielle Energie bei einer schiefen Ebene OHNE Reibung mit mgsin alphas, das selbe rauskommt, wie wenn man es mit mg*h rechnet, frage ich mich wie man die potentielle Energie bei einer schiefen Ebene berechnet, wenn eine Reibung vorhanden ist.
2 Antworten
Du denkst so ähnlich wie die Schwarzwälder Ulknudel " Frau Wäääber " ===> Hansi Vogt; schau dir die Figur mal an. Frau Wäääber
" Die Rätsel dieser Welt; die Termoskanne. Im sommer hält sie die Cola kühl und im Winter de Tee heiß. Woher weiß nachaa die Termoskanne, wann Sommer und wann Wänder isch? "
Das Schwerefeld der Erde ist gensu wie übrigens auch das elektrostatische Feld eine ===> Potentialfunktion. Das heißt in erster Linie. Die Potenzialdifferenz zwischen P und Q hängt nicht davon ab, auf welchem Wege du von P nach Q gehst - sonst wäre das ja ein ===> Perpetuum Mobile. Du musst immer die selbe Arbeit verrichten - egal ob du eine vertikale Wand hoch kletterst wie beim Matterhorn oder die schiefe Ebene oder eine ===> Schraubenlinie wie im Parkhaus. Und wenn du von P zurück gehst nach P , ist diedurchlaufene Potenzialdifferenz immer Null.
Die Reibung verhält sich zur potenziellen Energie nämlich genau wie die Jahreszeit ( Sommer oder Winter ) zur Termoskanne. Die Funktion der Termoskanne hängt nicht vom Frühlingsanfang ab; und die potenzielle Energie hat auch nichts mit der Reibung zu tun.
Dass du sie immer berechnest nach m g h , ist eben Ausdruck der Tatsache, dass es keine Rolle spielt, auf welchem Umweg du die Potenzialdifferenz überwindest.
die Reibungsverluste haben übrigens ganz sicher kein Potenzial. Je länger die Umwege, desto mehr Verluste.
Was hier eine Rolle spielt, ist der ===> 2. Hauptsatz mit seinem Perpetuum mobile 2. Art ; das wäre eine Maschine, die nichts anderes täte, als aus der Wärmeenergie der Reibungsverluste wieder Sinn volle Energie zjrück zu gewinnen.
Das Benzin im Autotank überwindet nur Reibung und Luftwiderstand. Jetzt lässest du das Auto rückwärts rollen; und es verwandelt genau diese Verlustwärme wieder in Benzin ...
Wenn die (nachher die schiefe Ebene hinunter rutschende) Masse sich in der Anfangshöhe h über dem Nullniveau befindet, ist ihre potentielle Energie natürlich ebenfalls gleich m*g*h
Nuir wird dann beim Runterrutschen diese anfängliche potentielle Energie nicht hundertprozentig in kinetische Energie umgewandelt, sondern auch zu einem gewissen Anteil in Reibungsenergie (in Form thermischer Energie), welche dann im Allgemeinen einfach (für den mechanischen Prozess) verloren geht.
Für die rechnerische Darstellung der Reibungsenergie ist natürlich wichtig zu wissen, ob etwa der Reibungskoeffizient konstant bleibt oder vielleicht von der (Rutsch-) Geschwindigkeit abhängig ist.
Ok, sagen wir ich will auf der Schiefen Ebene nach 15cm schauen was für eine kinetische Energie vorliegt, dann muss ich vom oberen Anfang erst die potentielle für 15cm berechen, dann mal die Strecke multiplizieren, und die Gleitreibungsenergie von der Potentiellen abziehen, um dann die kinetische zu bekommen.