Anwendung des Energierhaltungssatzes der Mechanik?

Eine Kugel mit der Masse m=2kg fällt aus der Höhe h=20cm auf eine Feder mit D=1,2*10^3 N/m. Um welche Strecke wird die Feder zusammengedrückt.

Das ist die 1. Aufgabe die ich für den Physik Unterricht machen soll, aber nicht vollständig verstehe.

Folgendes habe ich schon selbst herausgefunden:

h=0,5*v^2 /g um mithilfe des Energieerhaltungssatzes die Höhe berechnen zu können. Ekin und Epot gleichsetzen und nach h umstellen. Ich denke mal dass man so anfangen kann. (Die Formel habe ich sogar selbst herausgefunden ohne Google, wenns eins gibt in Mathe und Physik was ich kann dann Formeln umstellen). Muss ich da jetzt die Geschwindigkeit als nächstes berechnen?

Und ich hab eine zweite Aufgabe wo ich auf einem so fetten Schlauch steh wie nie zuvor:

Bei einem LKW versagen beim Bergabfahren die Bremsen. Glücklicherweise gibt es an diesem Gefälle Bremsstercken die von der Straße abbiegen und steil ansteigen. Der Fahrer lenkt deshalb seinen Wagen mit 90km/h auf eine Bremsstrecke, die unter einem Winkel von 14° gegen die waagerechte ansteigt. Wie weit fährt ein LKW die Strecke hinauf wenn 20% seiner ursprüglichen Bewegungsenergie durch Reibung und Luftwiederstand in innere Energie umgesetzt werden.

Bei Aufgabe 1 habe ich ja noch Ideen wie man es machen könnte aber bei der zweiten habe ich absolut keine Ahnung. Ich habe aber eine Skizze. Die hilft mir aber gerade nicht viel.

Könnt ihr mir bitte weiterhelfen?

Bewegung, Geschwindigkeit, Energie, Kraft, Beschleunigung, Formel, kinetische Energie, Mechanik, Physiker, Zeit, Energieerhaltung, Kinematik
Kinetische Energie im elektrischen Feld?

Eine ruhende Probeladung q_e = 1.6 × 10^−19 As wird in einem homogenen elektrischen Feld E = 10 kV/m von x1 = 0 cm bis x2 = 30 cm beschleunigt. Der Einfluss der Gravitationskraft auf die Probeladung sei zu vernachlässigen. Berechne die potentielle Energie in Startposition, nach 30 % und nach 50 % der maximal hinterlegbaren Strecke. Gib zusätzlich die zugehörige kinetische Energie in jeder Position an. Welcher Zusammenhang lässt sich zwischen potentieller und kinetischer Energie erkennen?

Ansatz: Die Formel für die potenzielle Energie lautet laut Internet:

Q wäre ja -1,6*^10^-19.

E ist gegebn durch 10 kV/m. Die Stammfunktion wäre dann 10 * x kV/m + C.

Was soll man dann für die Integralgrenzen nehmen.

Für den Startpunkt 0 bis 0? Also - (-1,6)*10^-19 * Integral von 0 bis 0 über 10 * x = 0.

Nach 30 %: (-1,6)*10^-19 * Integral von 0 bis 30 über 10 * x = 4,8*10^-17 J.

Nach 50 %: (-1,6)*10^-19 * Integral von 0 bis 50 über 10 * x = 8*10^-17 J.

Kann das sein oder erzähl ich grad' Kakolores? 🙃

Und wie geht das Ganze dann für die kinetische Energie: Es gibt ja den Energieerhaltungssatz: E_kin(x) = E_pot(x_max) - E_pot(x). Jetzt ist der Startpunkt E_pot(x_max) aber 0, weil wir ja bei x1 = 0 starten. Soll man jetzt einfach nach 30 % die 4*8^10-17 J von 0 abziehen oder wie?

Wir haben noch den Hinweis "Verwendet im elektrischen Fall die Formel dW = qE(x)dx wobei E(x) = E = const ist."

Damit hab ich doch die potenzielle Energie ausgerechnet oder? Und die kinetische Energie ist dann einfach 0 - (4,8*^10^-17 J) = - 4,8*10^-1/ J (nach 30 %) oder wie?

Liebe Grüße,

Jens Erdkunde 8.1

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Mathematik, Geschwindigkeit, Energie, rechnen, Elektrotechnik, Kinetik, kinetische Energie, Physik, elektrisches Feld, Energieerhaltung

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