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Ein Wagen rollt die Strecke herunter.
 
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Deryu



Anmeldungsdatum: 15.01.2015
Beiträge: 4

Beitrag Deryu Verfasst am: 15. Jan 2015 12:10    Titel: Ein Wagen rollt die Strecke herunter. Antworten mit Zitat

Hey Leute,

habe hier eine Aufgabe, wo ich die Vorgehensweise nicht ganz verstehe, hoffe hier kann mir jemand helfen. smile

Ein Wagen rollt die Strecke s1 = 10 m eine
Gefällstrecke mit 37° herunter, legt die waagerechte
Strecke s2 = 10 m zurück und kommt auf eine
Kreisbahn mit dem Radius R = 3 m. Nach einer
bestimmten Strecke s kommt er wieder bei C an.
Berechnen Sie, wie weit von B entfernt auf der Strecke
BC der Körper stehen bleibt. Auf den Teilstrecken AB
und BC beträgt der Reibungskoeffizient μ = 0,2 , auf
CD wird die Reibung vernachlässigt.



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Physik Energie.jpg


planck1858



Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw

Beitrag planck1858 Verfasst am: 15. Jan 2015 12:20    Titel: Antworten mit Zitat

Hi,

diese Aufgabe löst man am einfachsten mit dem Energieerhaltungssatz.

Ist dir dieser bekannt?

_________________
Die Naturwissenschaft braucht der Mensch zum Erkennen, den Glauben zum Handeln. (Max Planck)

"I had a slogan. The vacum is empty. It weighs nothing because there's nothing there. (Richard Feynman)
Deryu



Anmeldungsdatum: 15.01.2015
Beiträge: 4

Beitrag Deryu Verfasst am: 15. Jan 2015 15:17    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, der besagt ja das in einem geschlossenem mechanischen System Potentielle Energie und Kinetische Energie gleich sind und somit keine Energie verloren geht. Soweit die Reibung vernachlässigt wird.

Da aber Reibungsenergie nur auf der Strecke CD vernachlässigt wird muss man die doch bei den restlichen Strecken doch beachten oder nicht?
Deryu



Anmeldungsdatum: 15.01.2015
Beiträge: 4

Beitrag Deryu Verfasst am: 15. Jan 2015 15:21    Titel: Antworten mit Zitat

Heißt es dann EKin B = Epot A - Energie der Reibung von AB?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 15. Jan 2015 15:23    Titel: Antworten mit Zitat

Deryu hat Folgendes geschrieben:
Da aber Reibungsenergie nur auf der Strecke CD vernachlässigt wird muss man die doch bei den restlichen Strecken doch beachten oder nicht?


Ja, das muss man. Da der Körper am Schluss zum Stillstand kommt, ist die kinetische Energie Null und deshalb die gesamte anfängliche potentielle energie in Reibenergie umgewandelt.
yellowfur
Moderator


Anmeldungsdatum: 30.11.2008
Beiträge: 804

Beitrag yellowfur Verfasst am: 15. Jan 2015 15:27    Titel: Antworten mit Zitat

Vielleicht schafft es der Körper, bis zum reibungsfreien Teil zu rutschen und seine kinetische Energie wird in potentielle Energie umgewandelt.

Ich würde einfach den vorderen Teil mit Reibung mit einer Kräftebilanz ausrechnen (Normalkraft, Reibungskraft etc) und die kinetische Energie, die er dann noch eventuell übrig hat, kann er für den reibungsfreien halben Looping verwenden (da kann man dann den Energieerhaltungssatz benutzen).

_________________
Wenn du einen Traum hast, dann folge ihm. Wer weiß, wo er dich hinführen könnte.
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 15. Jan 2015 15:28    Titel: Antworten mit Zitat

Deryu hat Folgendes geschrieben:
Heißt es dann EKin B = Epot A - Energie der Reibung von AB?


Ja, aber wozu brauchst Du die Energiewerte in Punkt B? Laut Aufgabenstellung sollst Du die Endsituation betrachten. Die ist erreicht, wenn der der Körper zum Stillstand gekommen ist.

Fällt Dir übrigens auf, dass der Punkt D in der Skizze an der falschen Stelle sitzt?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 15. Jan 2015 15:36    Titel: Antworten mit Zitat

yellowfur hat Folgendes geschrieben:
... und die kinetische Energie, die er dann noch eventuell übrig hat, kann er für den reibungsfreien halben Looping verwenden (da kann man dann den Energieerhaltungssatz benutzen).


Wozu? Fragen zum Looping sind in der hier vorliegenden Aufgabenstellung nicht gestellt. Natürlich kann man überprüfen, ob der Körper überhaupt in der Looping-Bahn zurück rutschen kann (er kann es). Würde er nämlich den in der Skizze eingezeichneten Punkt D erreichen, käme er nicht mehr, wie in der Aufgabenstellung beschrieben, auf der Looping-Bahn zurück, sondern würde von D ab einer Bahn des schrägen Wurfes (nach links) folgen.
Deryu



Anmeldungsdatum: 15.01.2015
Beiträge: 4

Beitrag Deryu Verfasst am: 15. Jan 2015 16:20    Titel: Antworten mit Zitat

GvC hat Folgendes geschrieben:
Deryu hat Folgendes geschrieben:
Heißt es dann EKin B = Epot A - Energie der Reibung von AB?


Ja, aber wozu brauchst Du die Energiewerte in Punkt B? Laut Aufgabenstellung sollst Du die Endsituation betrachten. Die ist erreicht, wenn der der Körper zum Stillstand gekommen ist.

Fällt Dir übrigens auf, dass der Punkt D in der Skizze an der falschen Stelle sitzt?


Ne ist mir nicht aufgefallen.
Ich brauch doch diese Werte um aufs Endergebnis zu kommen oder seh ich das falsch? Wenn ja, wie geh ich dann vor um aufs Ergebnis zu kommen?
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 16. Jan 2015 13:47    Titel: Antworten mit Zitat

Deryu hat Folgendes geschrieben:
Ich brauch doch diese Werte um aufs Endergebnis zu kommen oder seh ich das falsch?


Es ging um die Energiewerte bei der Bewegung bis zum ersten Passieren des Punktes B. Und die brauchst Du nicht. Denn

GvC hat Folgendes geschrieben:
Da der Körper am Schluss zum Stillstand kommt, ist die kinetische Energie Null und deshalb die gesamte anfängliche potentielle Energie in Reibenergie umgewandelt.


Reibarbeit wird geleistet auf der Strecke s1, s2 (Hinweg) und s2-sx (Rückweg). Dabei ist sx die Entfernung von Punkt B zu dem Punkt, an dem der Körper zum Stillstand kommt. Diese Entfernung sx ist laut Aufgabenstellung das Einzige, wonach gefragt ist. Also benötigst Du auch keine anderen Informationen außer der anfänglichen potentiellen Energie und den Reibenergiewerten auf den oben genannten Strecken.

Deryu hat Folgendes geschrieben:
Wenn ja, wie geh ich dann vor um aufs Ergebnis zu kommen?


Wie gesagt: Mit dem Energieerhaltungsatz. Anfängliche potentielle Energie ist gleich der insgesamt verrichteten Reibarbeit.
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5797
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 16. Jan 2015 14:20    Titel: Antworten mit Zitat

Deryu hat Folgendes geschrieben:
Ja, der besagt ja das in einem geschlossenem mechanischen System Potentielle Energie und Kinetische Energie gleich sind und somit keine Energie verloren geht.

Hallo!

Ich bin mir nicht sicher, wie genau Du den Satz gemeint hast, aber der ist so nicht richtig!

Die Gesamtenergie muss in einem abgeschlossenen System zu jedem Zeitpunkt die gleiche sein, kann sich also nicht verändern. Die Energieformen können sich aber ganz oder teilweise in andere Energieformen "verwandeln".
Es stimmt also nicht, dass sich immer kinetisch Energie im einen Punkt und potentielle im anderen entsprechen müssen, sondern die Summe aus kinetischer und potentieller Energie müssen zu jedem Zeitpunkt gleich sein, falls das die einzigen möglichen Energieformen sind. Im Allgemeinen ist es also eher eine Mischung.

Ich hoffe, ich verwirre Dich da jetzt nicht noch mehr, aber ich wollte das doch nochmal genau klar stellen.

Gruß
Marco
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