Mechanische Energie und Luftreibung, wie?

Kann jemand die Aufgabe erklären? Ich verstehe sie nicht. Muss das nicht heißen mg(h-100m)=1/2*m*v_0²+R? Was ist mit dem letzten Satz als Hilfe gemeint? Ich gehe davon aus, dass m in potentieller Energie und m in kinetischer Energie gekürzt wurden so, dass g(h-100m)=1/2v_0²+R.

Answer 1

[evtldocha]

Machen wir die Energiebilanz:

Energie vor den Fall: $E_{pot}=m\cdot g\cdot h$

Energie in 100 m Höhe: $E_{pot}+E_{kin}+E_{Reibung}\ =\ m\cdot g\cdot100\ m\ +\ \frac{1}{2}mv^2+\ E_{Reibung}$

Nach dem Energieerhaltungssatz: $m\cdot g\cdot h\ =m\cdot g\cdot100\ m\ +\frac{1}{2}m\cdot v^2+E_{Reibung}\ \ \ \ \ \ \ \ |\ :\ m\ \ \$ $g\cdot h\ =\ g\cdot100\ m\ +\frac{1}{2}v^2\ +\ \frac{E_{Reibung}}{m}\ \ \ \ \ \ \ \ \ |\ -\left(g\cdot100\ m\right)$ $g\cdot h\ -\ g\cdot\ 100\ m\ =\ \frac{1}{2}v^2+\ \frac{E_{Reibung\ }}{m}$ $g\cdot\left(h-100\ m\right)=\frac{1}{2}v^2+\ R\ \ \ \ \ \to\ R\ =\ \frac{E_{Reibung}}{m}$

Und das meint der letzte Satz. Der Reibungsterm R ist eine Funktion vom "m".

Answer 2

[Hamburger02]

In der Thermodynamik werden gerne sogenannte spezifische Werte verwendet. Diese erhält man, indem man einen Wert durch die Masse teilt, womit sie sich dieser dann auf 1 kg bezieht. Das ist unheimlich praktisch, weil man dann ganz allgemeine Zusammenhänge berechnen kann, ohne die konkrete Masse zu kennen oder wissen zu müssen. In diese spezifischen Formulierungen muss man dann am Ende für einen konkreten Fall nur noch die Masse einsetzen, um diesen Fall ausrechnen zu können, ohne alle Formeln neu herleiten zu müssen.

Genau das wurde hier auch gemacht.

Aus Epot erhält man durch die Division mit der Masse die spezifische potenzielle Energie, die nur noch von der Höhe abhängt.

Aus Ekin erhält man die spezische kinetische Energie, also die kinetische Energie pro 1 kg Masse.

Aus der Reibungsarbeit Wr erhält man durch die Division mit der Masse die spezifische Reibarbeit, die hier mit dem Formelzeichen R dargestellt wird. Es gilt:
R = Wr / m

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung – Habe Thermodynamik im Hauptfach studiert.