Frage von metalhead998, 58

Wie bekommt man hier die Strecke heraus?

Hallo,

ich hänge hier in Physik an einer kleinen Aufgabe. Es geht um die Schiefe Ebene und in der Aufgabe rutscht ein Körper mit 100 kg eine Ebene mit 30° Neigung nach unten mit einem Reibungskoeffizienten von 0,15. In der Teilaufgabe soll man berechnen, wie weit der Körper nach Verlassen der schiefen Ebene auf einer horizontalen Straß mit dem gleichen Reibungskoeffizienten rutscht. Aus vorherigen Aufgaben hat man die Beschleunigungskraft mit 3,6 × 10² N, die Gschwindigkeit mit 4,7 m/s, a=3,6 N/kg und am Schluss soll 7,4 m herauskommen. Ich komme nicht so recht darauf, außer mit der Formel s=½ × (-a) × t² + V0 × t. Aber das war nur Glück und Raterei. Wäre super, wenn hier das jemand erklären könnte, da ich hier auf nichts Gescheites komme.

Vielen Dank im Voraus.

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 9

Um den korrekten Ansatz mit Formeln zu finden, muss man sich immer erst mal klar machen, was da eigentlich passiert:

Da kommt ein Klotz mit einer v0 von 4,7 m/s von der Rampe und rutscht horizontal weiter. Ohne Kraft würde sich der Körper gleichmäßig weiterbewegen. Durch die Reibung wird der Körper jedoch gebremst. Das kann man nun entweder mechanisch oder thermodynamisch betrachten.

Mechanische Betrachtung:
auf den Körper wirkt eine bremsende Kraft F(B). Diese bremst den Körper bis zum Stillstand:
F(B) = mü * g * m = m * a
daraus folgt: a = mü * g = 9,81 m/s^2 * 0,15 = 1,47 m/s^2
aus v = a * t  folgt: (Beschleunigung und Bremsung sind symetrisch, aber ich möchte mir das negative Vorzeichen érsparen)
t = v / a = 4,7 m/s / 1,47 m/s^2 = 3,2 s
aus s = a/2 * t^2 folgt: s = 1,47/2 m/s^2 * 3,2^2 m^2/s^2 = 7,53 m

Thermodynamische Betrachtung:
Nach Verlassen der Rampe hat der Körper kinetische Energie, die vollständig in Reibarbeit umgewandelt wird:
Ekin = m/2 * v^2
W(R)= F(R) * s = mü * F(N) * s = mü * m * g * s
Energieerhaltungssatz:
Ekin = W(R)
 m/2 * v^2 = mü * m * g * s
s = v^2 / (2 * mü * g) = 4,7^2 m^2/s^2 / (0,3 * 9,81 m/s^2) = 7,51 m

Kommentar von metalhead998 ,

Danke, ich wusste gar nicht, dass a=mü×g ist!

Antwort
von UlrichNagel, 22

Du brauchst nur die 2 Formeln der dyn. Energie gleichsetzen:

1/2 mv² = F *s

Kommentar von metalhead998 ,

Darauf wär ich nie gekommen und hab ich noch nie gesehen!

Kommentar von UlrichNagel ,

Ja Physik wird sehr schwer gelehrt und ist manchmal so logisch einfach!

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