Wer ist gut in Physik und kann mir helfen (Arbeit und Energie)?
Ich war leider die letzte Woche krank und muss bis morgen diese Aufgaben erledigt haben. Leider verstehe ich gar nicht was ich machen soll und wie das geht. Ich versuche es die ganze Zeit aber komme nicht weiter :(
2 Antworten
Aufgaben 1a) und 1b) beziehen sich darauf, dass Du einem System potentielle Energie zuführst, indem Du etwas gegen eine konservative Kraft verschiebst.
In a) ist sie konstant, was zu
(1.1) W_pot = m·g·h
führt, in b) wächst sie linear mit der Wegstrecke. Die Energie wächst also quadratisch mit der Wegstrecke (s-F-Diagramm gibt rechtwinkliges Dreieck, Grundseite mal Höhe/2), also
(1.2) W_pot = ½Ds².
In 1c) geht es um die kinetische Energie in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit. Die Formel
(1.3) W_kin = ½mv²
kannst Du im Prinzip durch die Vorstellung herleiten, dass Du einen Körper aus dem Stand linear beschleunigst; das kannst Du in ein t-v-Diagramm mit s und damit W_kin als Fläche unter dem v-Graphen eintragen.
In diesem Fall arbeitest Du lediglich gegen die Massenträgheit mit konstanter Kraft, die Wegstrecke hingegen wächst quadratisch mit der Zeit (also auch mit der Geschwindigkeit, die ja linear wächst) und damit auch die kinetische Energie.
In Aufgabe 2a) geht es um die ständige Umwandlung von potentieller in kinetische Energie. Wenn das System abgeschlossen ist, heißt dies, dass sich die Energie niemals ändert. In einem nicht abgeschlossenen System kann Energie zugeführt werden oder auch das System verlassen.
Bei Aufgabe 2b) geht es um die Gleichsetzung
(2) W_kin(Ruhelage) = ½mv² = W_pot(maximale Auslenkung) = m·g·h.
Die Gleichung für W_kin muss nach v umgestellt und aufgelöst werden.
Daraus ergibt sich für 2c), dass die Höhe nicht doppelt so groß sein muss, sondern nur √2 mal größer (nachrechnen!), und wenn Du weißt, dass 17²=289 fast gleich 2·144=12² ist, weißt Du auch, wie hoch Du die Kugel etwa heben musst.
In Aufgabe 3 hast Du potentielle und kinetische Energie
- Am Anfang der Bahn: m·g·h₁ + ½m·v₁² (bekannt)
- In der Mulde: ½m·v_max² (gesucht)
- Am Ende der Bahn: m·g·h₂ + ½m·v₂² (gesucht)
die in einem geschlossenen System alle gleich sein müssen.
Aufgaben 3b) und 3c) beziehen sich auf Reibung. Die »erzeugt« bekanntlich Wärme bzw. wandelt mechanische Energie in Wärme um.
Ich weiß nicht, ob du noch aktiv bist, aber bei mir ist 2b) 1,55 und demnach ist 2c) bei mir 48cm -> 3mal so hoch.
Ich habe so gerechnet:
a)
m x g x h = 1/2 x m x v^2
2 x m x 10 N/kg x 0,12 m = m x v^2 2 x 10 N /kg x 0,12 m = v^2
v^2 = 2,4
v = 1,55
b)
1,55 x 2 = 3,1
h = 3,1^2 : ( 2 x 10)
h = 9,61 : 20 = 0,48
Was hab ich falsch gemacht?
Ich hab die original-Lösungen gefunden und meins stimmt :D Trotzdem danke
Ich fürchte, ich habe genau falsch herum gedacht, als ich schrieb:
Daraus ergibt sich für 2c), dass die Höhe nicht doppelt so groß sein muss, sondern nur √2 mal größer (nachrechnen!),...
Es ist ja
½mv² = mgh
½v² = gh
v² = 2gh
v = √{2gh}.
Ich muss h also 4 mal so groß machen, um v zu verdoppeln.
Von welchem willst du die Lösung?
Ich verstehe keine einzige Aufgabe außer 1a und 1b habe ich soweit :/