Bitte um Hilfe bei:! Physik - Mechanik - Federkonstante !

2 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

Hallo, du müßtest die kinetische Energie der Kugel beim Abfeuern berechnen. Diese Energie stammt aus der Feder.

1/2 m v0 ^2= 1/2 D* sf ^2

Vielen Dank für deine schnelle Antwort. :-) Deine Antwort bezieht sich auf meine letzte Frage, oder? Könntest du mir eventuell auch noch sagen, ob meine anderen Berechnungen/Überlegungen stimmen?

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@ISamsTagI

Hallo, ich habe gemeint, daß du so die Dehnung der Feder berechnen solltest, denn dein Ansatz mgs = 1/2 D* sf ^2 (s ist die Wurfweite, oder?), stimmt leider nicht. Auf die Kugel wirkt in horizontaler Richtung keine Kraft, es wird also auf diesem Weg keine Arbeit verrichtet.


Während die Feder gespannt wird, wird in ihr die Energie 1/2 D* sf ^2 gespeichert.

Während die Kugel von der Feder beschleunigt wird, geht die in der Feder gespeicherte Spannungs- oder Federenergie vollständig in die Kugel über (sozusagen) und zwar in Form von kinetischer Energie Wkin=1/2 m v^2.

Am Ende hat die Kugel die Geschwindigkeit v0, die du ja ganz richtig berechnet hast. Ihre Energie ist dann

Wkin=1/2 m v0 ^2.


Warum du die Kraft der Feder berechnest, weiß ich nicht.

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@Walto

Die Aufgabe ist von Anfang an falsch. Die Kraft wird nicht in kg angegen, sondern in Newton. Alle folgenden Überlegungen und Berechnungen sind demnach fehlerhaft. Gefragt ist doch nach der Wurfweite. Also eine Gleichung mit zwie Variablen: Anfangsgeschwindicht (durch die Feder) und Fallgeschwindigkei durch die Fallhöhe. Als erst einmal die Fallzeit ausrechnen, dan mit Hilfe dieser Zeit die Wurfweite. (Unabhängigkeitsprinzip von Newton).

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@Elsholz

Hallo Elsholz,

wo wird denn eine Kraft in kg angegeben?

Das ist die Aufgabenstellung; wie du siehst, ist die Wurfweite gegeben:

"Eine 3 kg schwere Eisenkugel wird von einem 50 m hohen Turm horizontal abgefeuert. Die Kugel fliegt 443 m weit."

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@Walto

Danke Walto für den AHA-Effekt. Physik und ich haben schon früh getrennte Wege eingeschlagen, daher habe ich ein ziemlich wackeliges Grundgerüst.


Nun zu meinen Lösungen:

Stauchung der Feder sf = v0 * Wurzel aus (m/D) = 0,41 m (die 334 kN/m = 334000 N/m)

Energie der Kugel beim Abfeuern Eges = 1678,5 J

Ist das richtig?

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@ISamsTagI

Hallo,

die 0,41m stimmen; auch die Herleitung ist richtig.

Die kinetische Energie ist jedoch

Wkin=m/2*v²= 1,5 * 138² kgm²/s²

= 28566 Nm =28566 J = Wspan = D/2sf².

Wie kommst du denn auf dein Ergebnis?

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@Walto

Hab' die Zahlen in die Formel von valeradi (s.o.) eingesetzt.

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@ISamsTagI

valeradi hat eigentlich ziemlich ähnliche Formeln wie ich dastehen.

Vielleicht hast du dich einfach vertippt.

Danke für den Stern :o)

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@Walto

Den hast dir verdient. D anke für deine Geduld mit mir. :-)

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@ISamsTagI

Ich bin ganz im Gegenteil erfreut, daß du dich so ausdauernd und nachhaltig mit diesem Problem auseinandergesetzt hast.

Wenn du so weitermachst, werden deine physikalischen Kenntnisse immer besser werden. Das freut mich.

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mgs = 1/2 D* sf ^2 stimmt nicht, du hast hier die potentielle Energie mit der Spannenergie (welche eine Form der potentiellen Energie ist) gleichgesetzt. Du musst aber mit der kinetischen Energie, die die Kugel beim Abfeuern hat, rechnen. Somit: 0,5 * m * v0^2=0,5 * D * sf^2

Die Energie beim Abfeuern ist die Summe aus kinetischer und potentieller Anfangsenergie. Also: 0,5 * m * v0^2+m * g * h

Gruß, valeradi

Dankeschön. Ihr habt mir sehr weitergeholfen.

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