Auto auf schiefer Ebene

Sewing · Anmeldungsdatum: 24.04.2011 Beiträge: 24

Hallo und frohe Ostern allerseits,

ich sitze hier an einer Physikaufgabe, bei der ich nicht so recht weiss, welchen Ansatz ich welchen soll/muss:

http://666kb.com/i/bsx5bq1fmmlwcaehi.gif

Habe das jetzt mal ausgeführt:

Am Anfang habe ich nur Federenergie, während ich am Ende potenielle Energie (mgh) und dazu kinetische Energie habe (kin. Rotationsenergie der 4 Räder und kin. Translationsenergie der Gesamtmasse des Fahrzeugs: 4 Räder + Karosserie)

http://666kb.com/i/bsx5ckxrehvgq4vrq.gif

Ist das der richtige Ansatz oder liege ich irgendwo grundlegend falsch?

Wäre für Antworten dankbar

hhhhh · Gast

Sieht für mich ok aus, sollte aber

nicht quadriert sein?

Sewing · Anmeldungsdatum: 24.04.2011 Beiträge: 24

da hast du vollkommen recht! Hab ich verplant und sonst meinst du ist das korrekt ja?

fuss · Anmeldungsdatum: 25.05.2010 Beiträge: 519

Hallo,
in dem Term für die Rotationsenergie kannst du das Omega noch mithilfe der Rollbedingung anders ausdrücken; und als Trägheitsmoment der Räder um ihre Schwerpunktachse würde ich das des Vollzylinders nehmen: J_VZ= (1/2)mr²

Sewing · Anmeldungsdatum: 24.04.2011 Beiträge: 24

Das ist dann mein zweiter Schritt =)

Also kannst du die bisherigen Annahmen auch als korrekt bezeichnen?

dann wäre ich schon ein stück weiter

fuss · Anmeldungsdatum: 25.05.2010 Beiträge: 519

Wenn du noch ein anderes Trägheitsmoment nimmst (habs in meinen vorigen Beitrag reinbearbeitet), müsste alles stimmen Thumbs up!

Sewing · Anmeldungsdatum: 24.04.2011 Beiträge: 24

vielen Dank =)

Bei Aufgabenteil b) verallgemeiner ich dann das gesamte Gefährt als Punktmasse, summiere also einfach alle Massen und setze diese in die kinetische ENergie ein, richtig?

Unter welcher Voraussettzung wäre denn eine solche Idealisierung erlaubt?

Meiner meinung nach doch nur, wenn das System keine rotatorischen Freiheitsgrade besitzt oder?

fuss · Anmeldungsdatum: 25.05.2010 Beiträge: 519

denke ich auch so.
Die Rotation der Räder kann man vernachlässigen, wenn deren Trägheitsmomente klein sind (z.B. die Masse).

Sewing · Anmeldungsdatum: 24.04.2011 Beiträge: 24

ich verwende hier ja den Energieerhaltungssatz - gehe also davon aus, dass die Energie im System erhalten bleibt.

Aberwas ist denn mit derHaftreibung der Räder?

Eine Reibkraft erzeugt dochd ie Energie 1/2 Fr * s

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Die Energie bleibt natürlich auch erhalten und muss berücksichtigt werden.

fuss · Anmeldungsdatum: 25.05.2010 Beiträge: 519

Die Haftreibung sorgt ja gerade dafür, dass das Auto beschleunigen kann.
Ich denke, man kann das sogar so formulieren, dass effektiv nicht die Federarbeit, sondern die Reibungsarbeit das Auto den Berg hochbringt.

Das ändert aber nichts an der Rechnung, weil im Idealfall die Reibungskraft immer genau gegen die Federkraft dagegenhält. (Beschleunigen ohne Durchdrehen der Räder, wegen Haftreibung)

Würde man mit Gleitreibung anfahren, wäre die Gleitreibungsarbeit diejenige, die die potentielle und kinetische Energie des Autos erhöht.
Die Feder kann da ja nur eine limitierte Kraft effektiv auf die Straße übertragen (entspricht Gleitreibungskraft), der Rest geht fürs Durchdrehen der Räder verloren.

Sewing · Anmeldungsdatum: 24.04.2011 Beiträge: 24

hier stand was falsches

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Sewing · Anmeldungsdatum: 24.04.2011 Beiträge: 24

Okay jetzt aber hier mein Lösungsweg, vielleichtkönnt ihr mir den ja bestätigen

http://666kb.com/i/bsy5xlzyr6hhg3yz2.gif

fuss · Anmeldungsdatum: 25.05.2010 Beiträge: 519

Ist richtig Augenzwinkern