Physik Schaukel max Geschwindigkeit?
Folgende Frage:
Ein Kind (50kg) schaukelt 120cm hoch
Berechne max Geschwindigkeit.
3 Antworten
Energieerhaltungssatz
potenzielle (Lageenergie) Energie=kinetische (Bewegungsenergie) Energie
Epot=m*g*h und Ekin=1/2*m*v²
gleichgesetzt
m*g*h=1/2*m*v²
g*h=v²/2
v=+/-Wurzel(2*g*h)=+/-Wurzel(2*9,81 m/s²*1,20m)=+/- 3,431..m/s
Hinweis:Gilt,wenn kein Luftwiderstand und keine Reibung vorliegt,was aber in der Praxis nicht vorkommt.Deshalb ist die Geschwindigkeit in der Realität etwas geringer.
Das Vorzeichen + und - gibt die Richtungs der Geschwindigkeit v an,weil die Geschwindigkeit ein Vektor ist und somit ein positives oder negatives Vorzeichen haben kann.
Die maximale Geschwindigkeit ist am untersten Punkt der Schaukel,wo die Höhe h=0 ist.
Ganz einfach:
1. Annahme: das kind schaukelt mit höhendifferenz von 120 cm zwischen höchstem punkt und nidrigstem Punkt
2. Bei einer Pendelbewegung ist Vmax genau an dem tiefsten Punkt des pendels
3. Es gilt dann Ekin = Epotmax (da die kinetische energie an diesem Punkt der maximalen potenziellem Energie im system enstpicht kann man sie gleichsetzen)
4. 0.5 m * v^2 = m * g * h
5. Umstellen nach v: kann ich jetzt schlecht mit meiner tastatur aber ich probiers...
v = Wurzel aus (2 * m * g * h)
6. Werte einsetzten und auf einheiten achten, dies solltest du schaffen mit g= 9.81 m/s^2 und h in m also 1.2
Es kommt darauf an, ob raketen daran befestigt sind oder nicht, den derzeitigen Luftdruck, Windrichtung, Temperatur, Kraft mit der das Kind wippt, massezentrum, luftwiederstand, Höhe über Meeresspiegel, ...