Fall einer Masse auf einer Feder, Berechnung über Energiesat

JudgeFudge · Anmeldungsdatum: 12.02.2016 Beiträge: 3

Hallo,

ich habe immer in Physik probleme mir vorzustellen wie die verschiedenen Kräfte oder Energien aufeinander einwirken. Mein wunsch ist es, wenn man mir erklären kann wie es bei der Aufgabe unten ist, so das ich mir das Mathematisch alleine ausarbeiten kann.
Die aufgabe lautet folgendermaßen:
Aus einer Höhe h fallt eine Masse M auf eine Feder. Wie tief wird die Feder Maximal zurückgedrängt?

Die Formeln habe ich alle, das mathematische grundwissen auch größtensteils. Ebenso kenn ich die Physikalischen Grundregeln wie sie im Buch stehen, also Energieerhaltungssatz Er+Ek=0 u.s.w.

Mir fehlt nur der Lösungsansatz.
Vielen Dank und einen schönen Freitag wünsche ich.

MfG
JudgeFudge

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Man benötigt neben der Masse m die Starthöhe (meinetwegen h) über der Feder und die Federkonstante / Federhärte D. Gesucht die Verkürzung der Feder x.

Als Ansatz empfiehlt sich Die Erhaltung der Gesamtenergie: E (Start) = E (Ende = tiefster Punkt).

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

JudgeFudge · Anmeldungsdatum: 12.02.2016 Beiträge: 3

Hallo,

Energie Feder:

K= Federkonstante

Verstehe ich das so richtig Franz?
Gesamtenergie: E (Start) = E (Ende = tiefster Punkt).

Es ist alles bis auf x2 (Federtiefe) gegeben.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Irgendwie hast Du den Energieerhaltungssatz falsch verstanden. Er besagt, dass die Summe aller Energieen konstant ist, also für diesen Fall

Dabei bezieht sich der Index "1" auf den Anfangszustand und Index "2" auf den Endzustand.

JudgeFudge · Anmeldungsdatum: 12.02.2016 Beiträge: 3

Ok, verstehe ich es so richtig:

Höhe=

=0
Tiele der eingedrückten Feder=

Geschwindigkeit auf

Errechnet sich

mit

?
Ich denke eher nicht.

Und am Ende nach

umstellen?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Warum denn so kompliziert (und dann auch noch falsch)? Betrachte den Anfangszustand (Index "1") und den Endzustand (Index "2"). Dabei ist der Anfangszustand der in der Höhe h, wobei h die Distanz zur entspannten Feder ist, und der Endzustand der, in der die Masse sich in unterster Lage befindet, also bei vollkommen gespannter Feder.

Lege das Nullniveau der potentiellen Energie an die unterste Stelle, also an die Stelle, wo die Feder um x zusammengedrückt ist, und schreibe alle drei Energien für den Zustand 1 und den Zustand 2 auf. Du wirst sehen, dass zwei der drei Energien jeweils Null sind.