W ausrechnen ? < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | Ein Kind rodelt mit seinem Schlitten ( Gesamtmasse m=32kg) von einer Höhe h=70m einen um 38° geneigten Hang hinunter.
2. Aufgabe : Das Kind soll den Hang wieder hochgeogen werden.
W[ohne Reibung] , W[mit Reibung] , fgl (Gleitzahl, bzw Gleitkoeffizient) = 0,02. |
Ohne Reibung:
Hallo ,
die Gewichtskraft [mm] F_g [/mm] beträgt = 313,92 N , weil [mm] F_g=m*g [/mm] => 32kg*9,81 [mm] \bruch{m}{s²}
[/mm]
So , die Formel für physikalische Arbeit beträgt : W=f*s,
für s , also die Strecke , die er zurücklegt , habe ich :113,7m [mm] \bruch{70m}{sin38°}...
[/mm]
So , dann ist W 35692,704Nm , also 35692,704 J ?
Ist das nicht ein bisschen zu viel ?
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 14:08 Sa 19.02.2011 | | Autor: | Infinit |
Hallo PC_doctor,
Du hast bei Deiner Rechnung nicht berücksichtigt, dass Du nicht die ganze Gewichtskraft hier einsetzen darfst, sondern nur die Komponente, die parallel zum Hang ist, der sogenannte Hangabtrieb. Wenn Du dies machst, siehst Du, dass sich der Sinusfaktor herauskürzt und nur noch [mm] m g h [/mm] dasteht und das ist einfach die potentielle Energie in der Höhe h.
Viele Grüße,
Infinit
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Also muss ich einfach m*g*h rechnen ?
Also 32kg*9,81m/s²*193,27 N ?
Das ist ja ohne Reibung , wie sieht es denn mit Reibung aus ?
Muss das dann mit Reibung so aussehen :
F_res = [mm] F_H [/mm] - F_gl ?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:45 Sa 19.02.2011 | | Autor: | Infinit |
Hallo,
da Du ja die Reibung überwinden musst und außerdem auch noch den Hügel hoch sollst, braucht Du sicher mehr Energie als zuvor, das Minuszeichen in Deiner Gleichung kann also schon mal nicht stimmen. An der potentiellen Energie ändert sich nichts, der Hügel ist genauso hoch wie zuvor, aber Du musst zusätzliche Energie aufbringen, um die Reibung zu überwinden. Diese Energie hängt vom zurückgelegten Weg auf der schiefen Ebene ab und von der Kraft, die man braucht, um den Schlitten wieder hochzuziehen. Hier kommt die Gewichtskomponente parallel zum Hang in die Rechnung rein. Weg und Kraft multipliziert man und multipliziert dieses Ergebnis noch mit der Gleitzahl.
Viel Erfolg dabei,
Infinit
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Wow danke für die ausführliche Erklärung , aber eins habe ich nicht verstanden :
Bei der ersten Aufgabe , also ohne Reibung , berechne ich erstmal die Hangabtriebskraft und multpliziere sie dann mit dem zurückgelegten Weg ?
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 17:07 Sa 19.02.2011 | | Autor: | Infinit |
Hallo,
Du kannst auch mit der Formel [mm] W = F s [/mm] arbeiten,es kommt dasselbe dabei heraus.
Bei einer Höhe h und einem Winkel Alpha ist die Strecke auf dem Hang
[mm] s = \bruch{h}{\sin \alpha} [/mm] lang. Die Gewichtskraft zeigt nach unten und diese Kraft kannst Du in zwei Komponenten zerlegen, eine parallel zum Hang und eine senkrecht dazu. Der Winkel Alpha tritt bei dieser Kräftezerlegung wieder auf und zwar als die Gewichtskraft multipliziert mit dem Sinuswert des Winkels. Setzt Du nun beide Komponenten in die erste Gleichung ein, so bekommst Du
[mm] W = mg\sin \alpha \cdot \bruch{h}{\sin \alpha} = m g h [/mm]
Es geht kein Weg daran vorbei, diese Hubarbeit aufzubringen.
Viele Grüße,
Infinit
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Achsoo , vielen Dank für die Auflösung..
Also OHNE REIBUNG muss das dann so aussehen :
W = 32 kg * 9,81 [mm] \bruch{m}{s²}*70m [/mm] =
W = 219741,4 Nm = 21974,4 J.
Ist das richtig ?
Mit Reibung :
Das gleiche , bloß mit der Gleitzahl 0,02 multipliziert ?
Also
21974,4 J * 0,02 = 439,488 J
Und dann : 21974,4 + 439,488 J = 22413,88 Joule.
Ist das richtig ?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:19 Sa 19.02.2011 | | Autor: | Infinit |
Hallo,
ja, das sieht gut aus. Wenn man einmal den Weg verstanden hat, dann sind solche Aufgaben relativ leicht zu lösen.
Viele Grüße,
Infinit
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 17:19 Sa 19.02.2011 | | Autor: | pc_doctor |
Alles klar vielen vielen Dank , hat mir sehr weiter geholfen.
Der Weg ist halt das Ziel.
Danke für die Korrektur !
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