Physik : Energieerhaltungssatz Aufgabe versteh ich nicht?
Ein Junge zieht einen Schlitten einen schneebedeckten Hang hinauf. Der Hang hat die Länge s=100m. er bildet mit der Horizontalen den Winkel Die Gesamtmasse von Jungen und Schlitten beträgt m = 50 kg. Die Gleitreibungskraft zwischen Schlitten und Boden beträgt Fr= 10 N.
a,) Wie groß ist die aufgewendete Arbeit?
b.) Nachdem der Junge oben angekommen ist, setzt er sich auf den Schlitten und gleitet den Hang wieder hinunter. Da der Schlitten belastet ist, beträgt die Gleitreibungskraft jetzt Fr=80N. Mit welcher Geschwindigkeit kommt der Junge am Fuß des Hanges an?
Ich Stehe komplett auf den Schlauch.
2 Antworten
Da wir hier Reibung haben, geht mechanische Energie verloren und wir kommen mit dem Energieerhaltungssatz nur begrenzt weiter. (Wärmeenergie, Temperaturerhöhungen etc. werden ja nicht berücksichtigt.)
Immerhin liefert der Energieerhaltungssatz die Energieumsätze für den reibungsfreien Fall, Dann muss man noch die Reibungsenergie abziehen.
Die Energie, die durch Reibung verloren geht, ist gegeben durch
W_r = F_r * s
Da fehlt was! Nämlich die Größe des Winkels - ohne die ist die Aufgabe nicht lösbar. Beweis: Ist der Winkel klein genug, bleibt der Schlitten einfach oben stehen.
Wenn der Winkel gegeben ist, kannst Du - in der Annahme, dass Sinus in Mathe schon dran war - die Höhe des Hangs errechnen und damit die potentielle Energie oben.
Diese abzüglich der Reibungsarbeit ergibt die kinetische Energie unten.