Berechne die Geschwindigkeit an der Kante?

Eine Kugel rollt zunächst 0,5 Sekunden einen Höhenunterschied von h=8,5cm herunter. Die Strecke dafür beträgt s1=16,5cm.  Anschließend rollt sie noch waagerecht 0,2 Sekunden s2= 12,5cm weiter.

Die Masse der Kugel beträgt 47 Gramm.

Der Wirkungsgrad bei der Energieumwandlung von potenzieller Energie in kinetische Energie beträgt für eine rollende Kugel 71,4%. Da die rollende Kugel um ihre Achse rotiert, ist das Modell „Massepunkt" nicht erfüllt…

1) berechne die Geschwindigkeit am Ende des insgesamt zurückgelegten Weg von s1+s2=29cm.

Muss mann dabei einfach Epot=0,714Ekin ansetzen und nach v auflösen und dann mit einer beschleunigten Bewegung noch Die 12,5 cm weiter berechnen, oder muss man das irgendwie mit dem Wirkungsgrad n=Enutz/Eaufgewandt berechnen. Den Trägheitsmoment hatten wir noch nicht.

Es würde mich sehr freuen wenn mir irgendein kluger Physiker helfen könnte.

Lg

Answer 1

[Picus48]

Ich vermute, dass die ganze Konstruktion nur dazu angetan ist, die Aufgabe komplizierter erscheinen zu lassen, als sie eigentlich ist. Der entscheidende Punkt ist doch folgende Aussage: "Anschließend rollt sie noch waagerecht 0,2 Sekunden s2= 12,5cm weiter." Auf diesem horizontalen Teilstück hat sie die mittlere Geschwindigkeit von:

v = 0,125 m/0,2 s = 0,625 m/s

Auf diesem Teilstück wird die Kugel nicht beschleunigt und, wenn Reibungsverluste vernachlässigt werden, auch nicht gebremst. Ich sehe auch nicht, dass sich die Rotationsenergie ändern sollte. Folglich ist die Geschwindigkeit am Ende des Weges schlicht v = 0,625 m/s

Nun bin ich kein kluger Physiker und lasse mich gerne korrigieren.