Physik!! Auf einer reibungsfreien Rutschbahn rollt eine Stahlkugel ?
Auf einer reibungsfreien Rutschbahn rollt eine Stahlkugel der Masse m=5kg herab. Die Kugel startet in einer Höhe von x¹=15m und trifft bei einer Höhe von x²=2,5m auf eine horizontal angeordnete Feder. Die Federkonstante beträgt k=10kN/m.
a) Welche Geschwindigkeit V hat die Kugel unmittelbar bevor sie auf die Feder trifft?
3 Antworten
Für die Geschwindigkeit haben wir V = g t (g = Erdbeschleunigung = 9.81 m/s², t = Zeit)
Die Zeit welche die Kugel unterwegs ist können wir aus S = g/2 t² ausrechnen (S = Weg, g und t wie oben).
Also t = 1.596.... s
Und v = 15.66 m/s
Vielen Dank!!!!! Könnten Sie mir bitte bitte auch die anderen Aufgaben erklären? (Siehe Bild)
...die gleiche Geschwindigkeit, die sie auch hätte, wenn sie im freien Fall aus derselben Höhe herunterfallen würde.
Vielen Dank!!!!! Könnten Sie mir bitte bitte auch die anderen Aufgaben erklären? (Siehe Bild)
Wer die Frage formuliert hat, hat schon mal selber einen Denkfehler gemacht. Wenn die Kugel rutschen würde, dann könnte man mit Epot = Ekin rechnen.
Nun steht da aber, die Kugel rollt. Dadurch dass sie rollt, bekommt sie Rotationsenergie und dann würde der Energieerhaltungssatz lauten:
Epot = Ekin + Erot
Erot rechnet man über das Massenträgheitsmoment aus. Dazu müsste man mit der Dichte von Stahl den Durchmesser und damit den Rollradius ausrechnen. Mit dem Massenträgheitsmoment einer Kugel (J = 2/5 * m * r^2) kann man dann Erot (Erot =1/2⋅J⋅ω2) in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit berechnen, die wiederum von der Abwärtsgeschwindigkeit abhängt.