Aufgabe-Energieerhaltung und Energieumwandlung?
Ich verstehe eine Augabe in Physik nicht und benötige die bis morgen. Die Aufgabe lautet:
Ein Lachs der Masse 24 kg springt eine 2,3 m Höhe Stromschnelle hinaus.
Welche Geschwindigkeit hat der Lachs mindestens, wenn er gerade das Wasser verlässt und welche Anfangsgeschwindigkeit hat ein 12 kg schwerer Lachs, der die gleich Stromschnelle überwinden muss?
Ich weiß, dass ich die Geschwindigkeit herausfinden muss, nur die Masse scheint ja auch eine Rolle zu spielen, weswegen ich nicht weiß, wie ich eine Formel aufstellen soll, die alles wichtige beinhaltet.
2 Antworten
Es gilt der Energieerhaltungssatz. Du kannst annehmen, dass die Energie beim verlassen des Wassers gleich der Energie am höchsten Punkt ist.
- Am höchsten Punkt ist die Geschwindigkeit 0 m/s. Dadurch ist die Energie nur durch die potentielle Energie bestimmt. Diese lässt sich mit Epot = m * g * h berechnen.
- Beim verlassen des Wassers ist die Höhe 0m. Dadurch ist die Energie nur durch die kinetische Energie bestimmt. Diese lässt sich Ekin = 1/2 * m * v² berechnen.
Es muss gelten: Epot = Ekin. Diese Gleichung kannst du dann nach v umstellen und erhältst die gesuchte Geschwindigkeit. Dabei spielt die Masse des Lachs erstmal keine Rolle.
Für die zweite Aufgabe musst die eine Annahme treffen. Diese ist, dass der leichtere Lachs durch die Stromschnelle genau so beschleunigt wird, wie der schwere. Dadurch ist die Geschwindigkeit beim verlassen des Wassers gleich.
Mit der Annahme, kannst du nun Epot = Ekin nach h umstellen. Dabei wirst du feststellen, dass auch hier die Masse keine Rolle spielt. Der leichtere Lachs springt also genau so hoch, wie der schwere.
1.
E_kin = E_pot
1/2*m*v^2 = m*g*h |:m |*2
v^2 = 2*g*h |sqrt
v = sqrt(2*g*h) = 6.71759 m/s
2.
Die Mass kürzt sich raus also auch 6.71759 m/s.