Physik Frage zu kinetische und potentielle Energie.

Skizze - (Physik, Energie, Mechanik)

5 Antworten

Die Bewegung des Skifahrers wird indirekt durch die Gravitationskraft verursacht. Das Problem ist allerdings, dass der Weg nicht senkrecht verläuft, sondern wegen der Neigung des Hangs einen längeren Weg als den kürzesten Weg nach unten bewältigen muss. Dadurch ist die senkrechte Geschwindigkeitskomponente des Fahrers hangabwärts in einem beliebigen Hang-Punkt P tiefer, als wenn er senkrecht nach unten fallen und auf der Höhe von P die Geschwindigkeit erhoben würde. Die somit nicht vollständig umgewandelte Restenergie des nicht freien Falls wird in eine Seitwärtsbewegung umgewandelt.

Es gilt bekanntlich Arbeit (Energie) = Kraft entlang des Weges mal Weg. Die "Kraft entlang des Weges" müsste man als Kräfteparalleogramm einzeichnen, an welchem Gravitations- und Normalkraft beteiligt sind. Während der Gravitationskraftpfeil senkrecht nach unten "zeigt", ist der Normalkraftvektor stets senkrecht zum (schrägen) Terrain! D.h. die resultierende Kraft (Fres) zeigt in Fahrtrichtung.

Du hast vollkommen recht, der Lehrer spinnt, er bräuchte vllt mal Physik Nachhilfe. Frag ihn mal : Was wäre, wenn die Piste zum Schluss in die Horizontale übergeht?

Die Energie ist ein Skalar, kein Vektor, also ist das v in Ekin der "Betrag" der Geschwindigkeit, unabhängig von der Richtung. Das "h" in Epot ist natürlich die senkrechte Entfernung, und die wird mit der Trigonometrie aus der Streckenlänge berechnet.

Ich denke, er hat das gemeint und sich vielleicht falsch ausgedrückt, oder du hast in dem Moment das falsch verstanden.

Hast du die Zeichnung von der Tafel?

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@lks72

Das ist die Zeichnung von der Tafel. Der meint wirklich E_pot=E_kin => v=wurzel(2gh) als senkrechte Komponente, also das berechnete v dann noch angeblich sin (alpha) * v= v_fahrtrichtung.

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@BBoyD

Nun ja, wenn mit vg das vg aus m * g * h = 1 / 2 * m * vg^2 gemeint ist, also vg = wurzel(2 * g * h), dann stimmt die untere Zeile rechts (abgesehen davon, dass die Wurzel falsch ist bzw. ein Quadrat hinter die Wurzel gehört)

Das ist aber trotzdem sehr merkwürdig, denn die Wurzel bringt ja nichts zum Berechnen. Hier nimmt man dann einfach v(horizontal) = vg * cos(alpha) und v(vertikal) = vg * sin(alpha).

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