Kugel mit Feder fällt auf Boden im Vakuum

LULU445 · Anmeldungsdatum: 03.11.2018 Beiträge: 2

Hallo zusammen,

ich bin neu hier.
Prost

Ich tuh mir bei folgender Aufgabe schwer den Weg und die potentielle Energie zu beschreiben:

Eine Kugel mit Feder fällt aus einer Höhe auf den Boden. Die Feder ist masselos (resting length 1m, Federkonstante K = 100 N/m). s.Bild.

Gegeben:
m = 1kg
h = 1.2m
Federlänge = 1m
K = 100 N/m
g = 9.81 m/s²
Luftwiderstand wird vernächlässigt.

Ich denke es ist einfacher das Koordinatensystem wie auf dem rechten Teil des Bildes zu wählen. Jedoch weiß ich nicht was bei y=0 genau passiert. Ist hier Epot oder Ekin = 0?

Mein Ansatz: [latex]F_{Gesamt} = F_{Feder} - F_{G} [/latex]

Bei y > 0 sollte ja nur Epot = m*g*h gelten.
Bei y < 0 :[latex] E_{Feder} = E_{pot} [/latex] ?
Bei y = 0 : ? Ist hier vielleicht Epot = Ekin?

Wie beschreibe ich die Energien und den Weg der Kugel? Also wie kriege ich die verschiedenen Formeln für y "zusammen" ?
Wie komme ich auf die Aufprallgeschwindigkeit bei y0?
Wie berechne ich die Zeit bis zum Aufprall?

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 6119 Wohnort: jwd

Ich hoffe, dass ich die Aufgabenstellung richtig verstanden habe.

Wende den Energieerhaltungssatz an:

1. Welche potentielle Energie hat die Kugel mit Feder?
2. Welche Energie kann die Feder abhängig vom Federweg aufnehmen?

LULU445 · Anmeldungsdatum: 03.11.2018 Beiträge: 2

[quote="Mathefix"]Ich hoffe, dass ich die Aufgabenstellung richtig verstanden habe.

Wende den Energieerhaltungssatz an:

1. Welche potentielle Energie hat die Kugel mit Feder?
2. Welche Energie kann die Feder abhängig vom Federweg aufnehmen?[/quote]

Hmmm,
1. Epot = m*g*h
2. E(Feder) = 1/2 * K * y²

Energieerhaltungssatz: Epot = E(Feder) -> y= √((2∙m∙g)/k)

Ist y jetzt die Länge der Feder wenn sie zusammen gedrückt ist?

Wenn ich jetzt den Weg der Kugel in Matlab darstellen will, wäre meine Annahme das ich es so ungefähr machen kann:
1. Weg vor dem Aufprall: y = dy/dt * t + 0.2m
2. Weg nach dem Aufprall: y= √((2∙m∙g)/k) -> Hier ist ja keine Zeit mit drin, also denke ich hier vermutlich falsch?

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 6119 Wohnort: jwd

[quote="LULU445"]