Ein absolutes Meisterwerk. Hatte das vor kurzem in meiner "Experimentelle Physik" Vorlesung, doch dort wurde das schlichtweg nicht so gut veranschaulicht :)) Weiter so!!
Hallo, ich hab eine Frage zu einer Aufgabe, bei der ich nicht weiter komme. Ein Klotz der Masse 2 kg wird auf einer reibungsfreien Ebene mit dem Neigungswinkel von 30° gegen eine Feder geschoben und diese um 20 cm eingedrückt und dann losgelassen. Die Federkonstante beträgt 19,6 N/cm a) Wie groß ist die potenzielle Energie der gestauchten Feder? b) Wie schnell wird der Klotz nach dem loslassen maximal? c) Welche Strecke legt der Klotz auf der schrägen Ebene zurück, nachdem die Feder losgelassen wurde? Bei der a) habe ich in die Formel für die Federkraft 1/2*k*d2 eingesetzt. Das ergibt 39,2. Bei der b) habe ich folgendes Problem: Die maximale Geschwindigkeit dürfte der Klotz beim Verlassen der Feder haben, richtig? Mein Ansatz wäre dann, dass die potentielle Energie addiert mit der Federkraft die kinetische Energie ergibt. Also Ekin= Epot + Efeder. Das würde ich dann nach v umstellen und ausrechnen. Dafür bräuchte ich aber noch das h für die potentielle Energie. Wo bekomme ich das her? Wäre das dann 0,2^m*sin(30°)? Bei der c) müsste ich dann doch die Hangabtriebskraft von der maximalen Geschwindigkeit aus b) abziehen und dann auf eine länge kommen. Aber wie? Danke schonmal
Guten Abend Dasamflo, du hast sehr konkrete Fragen. Ich kann dir gut weiterhelfen: a) passt! Denk an die Einheit --> Joule b) Achtung: Mach dir eine gute Skizze. Wenn der Klotz die Feder max. zusammengedrückt hat, ist er am tiefsten Punkt. Dort ist h = 0. Wenn sich jetzt die Feder ausdehnt steigt die Höhe. Diese Höhe musst du über ein rechtwinkeliges Dreieck mit dem Winkel 30° und der Hypothenuse 20cm ausrechnen. Dann weißt du wie hoch der Klotz ist, sobald die Feder ihn "loslässt". An diesem Punkt gilt. E_Feder = E_kin + E_pot c) Das ist wieder leicht: E_kin aus b) ist gleich E_pot_max. Damit einfach die maximale Höhe ausrechnen und WIEDER über ein rechtwinkeliges Dreick aus der Höhe (Gegenkathete) die zurückgelegte Strecke berechnen. Ich hoffe, ich konnte dir helfen. Wenn du sonst Fragen rund um die Physik hast, dann schau doch mal auf Physik-fragen.de von @danieljung. Viele Grüße, Max Metelmann
@@Physikmitc Vielen Dank für die Antwort um die Uhrzeit. Wieso ist E_feder= E_pot +E_kin und nicht E_kin= E_pot + E_feder? Und kann ich auch bei der c) die Be-(bzw. Entshcleunigung) mit a = - g*sin(30) angeben und dann über die Formel v^2=(v_0)^2+2a*d nach d umstellen und herausfinden? Denn v ist 0 und v_0 ist bekannt aus b). Grüße David
@@dasamflo Gern geschehen. Naja: Im tiefsten Punkt ist die komplette Energie in Federenergie gespeichert. Wenn sich die Feder vollständig ausgedeht hat, dann hat die Kugel dadurch GEschw. und Höhe gewonnen. Also wurde die Federenergie in kin. Energie und pot. Energie umgewandelt. Schön, dass du es so gut hinbeikommen hast David!
Wenn die Beschleunigung null ist, kann ich die Geschwindigkeit nicht berechnen, oder? Da es ja keine Fläche unter dem Graphen gibt. Mir ist bewusst, dass die Lösung irgend eine Konstante ist, wie man auch im Diagramm schön erkennen kann. Ich verstehe nur nicht, wie man auf die Konstante kommt?
Hey, Achtung: Über die Beschleunigung erfährst du die GeschwindigkeitsÄNDERUNG. Ist a = 0 hast du keine Änderung von v. v kann dann alles sein. Das kommt auf die jeweilige Situation an. Es gilt ja der Merksatz: Verweilt ein Körper in Ruhe oder bewegt er sich mit konstanter Geschw. geradlinig, dann wird er nicht beschleunigt. Viele Grüße!
Obacht. Nicht die Abnahme der Beschleunigung, sondern die Änderung der Beschleunigung bezeichnet man als Ruck! Quasi die Änderung der Beschleunigung nach der Zeit.
