Hi,
ich habe eine Frage die mich schon mal Beschäftigt hat.
Wenn ich im Bus während er anfährt nach vorne laufe muss ich der Kraft die dabei wirkt entgegenwirken. Dazu brauche ich eine Gewisse Energie (Arbeit). Wenn ich jetzt vorne bin und der Bus aufhört zu beschleunigen kann ich ja nicht mehr nach hinten fallen. Wo ist also die Energie die ich beim nach vornnelaufen aufgebracht habe hin? Das widerspricht doch den Energieerhaltungssatz? Oder doch nicht?
Hat jemand eine Idee?
gummidummi
Hallo Gummi
ich habe eine Frage die mich schon mal Beschäftigt hat.
Das haben wir alle mal von Fall zu Fasl.
Wenn ich im Bus während er anfährt nach vorne laufe muss ich
der Kraft die dabei wirkt entgegenwirken. Dazu brauche ich
eine Gewisse Energie (Arbeit).
Dann hst du die beschleunigung des Bussesa durch deine eigene Beschleinigung neutralisiert und den Marsch nach vorn addiert.
Wenn ich jetzt vorne bin und
der Bus aufhört zu beschleunigen kann ich ja nicht mehr nach
hinten fallen.
Aber nach vorn, weil die Beschleunigung des Bus aufhört und du weiter läufst.
Wo ist also die Energie, die ich beim nach
vorn laufen aufgebracht habe, hin?
Die kannst du in der Verformung deiner Nase messen.
Das ist gleichsetzbar mit einem Bremsmanövedr des Bus, wenn du frei und ungesichert in Mittelgang stehst.
as widerspricht doch deM Energieerhaltungssatz?
nein
Oder doch nicht?
nee
Hat jemand eine Idee?
ja, siehe oben
Gruß
Rochus
Hallo!
Das ist ein ganz schön cleveres Problem.
Beim Vorwärtsgehen verrichtest Du die Arbeit ΔW = F * s = m * a * s. Hierbei ist m Deine Körpermasse, a ist die Beschleunigung des Busses, s seine Länge.
Vorher hatte der Bus die Enegie W1 = 0, nachher W2 = 1/2 * (M+m) * v². (M ist die Masse des leeren Busses). Dies ist unabhängig davon, ob Du vorne oder hinten im Bus sitzt.
Da ich fest an den EES glaube, bin ich davon überzeugt, dass der Bus die Arbeit W(Bus) leisten muss:
W(Bus) = W2 (wenn Du sitzen bleibst)
W(Bus) = W2 - ΔW (wenn Du nach vorne läufst)
Wie ist das möglich?
Du kannst Dich im Bus nur bewegen, wenn Du anfangs selbst beschleundigst und am Ende auch wieder selbst abbremst. Sagen wir, Du hast relativ zum Bus die Geschwindigkeit u. Dann musst Du am Anfang von 0 auf u beschleunigen und die Beschleunigungsarbeit 1/2 m u² hineinstecken. Am Ende darfst Du von (v+u) auf v abbremsen. Der Bus kriegt dabei die Bewegungsenergie 1/2 m ((v+u)² - v²) = 1/2 m (2vu - u²) zurück. Diese ist - wie man sieht - etwas größer als die von Dir aufgebrachte Beschleunigungsarbeit. Der Differenzbetrag ist
1/2 m (2vu) = m v u
Nun schreiben wir für u=s/t und stellen die Gleichung ein bisschen um:
Differenzbetrag = m v s/t = m v/t s
v/t ist die Beschleunigung a.
Der Differenzbetrag, also der Überschuss, den Du an kinetischer Energie an den Bus zurückgibst ist damit genau gleich groß wie die von Dir aufgwandte Arbeit.
Michael
Hallo =)
Wo ist also die Energie die ich beim nach
vornnelaufen aufgebracht habe hin? Das widerspricht doch den
Energieerhaltungssatz? Oder doch nicht?
Hat jemand eine Idee?
Du bist doch dann vorne? Also hast du dich bewegt - da ist deine Energie…
Wenn du dich nun fragst, warum du trotzdem nach hinten geschleudert wirst, wenn der Bus bremst (=negative Beschleunigung): Da ist wieder eine Kraft im Spiel.
Ich glaube du verwechselst da ein paar Sachen. Vielleicht solltest du deine Frage noch einmal „ordentlicher“ stellen - ich hatte zumindest Probleme damit sie richtig zu verstehen.
MfG, Christian
Hallo,
Wenn ich im Bus während er anfährt nach vorne laufe muss ich
der Kraft die dabei wirkt entgegenwirken.
ja und nein.
Es sind zwei Bewegungen welche auf Deinen Körper einwirken.
Wenn wir die einmal schön trennen wird es klar.
Du läufst im Bus (oder sonst wo im Wald)
Brauchst zur Erhaltung der Geschwindigkeit auch keine Energie, nur
zu „Bereitstellung“ des Bewegungsvorganges.
Dazu brauche ich
eine Gewisse Energie (Arbeit)
s.oben.
Wenn ich jetzt vorne bin und
der Bus aufhört zu beschleunigen kann ich ja nicht mehr nach
hinten fallen. Wo ist also die Energie die ich beim nach
vornelaufen aufgebracht habe hin?
Du hast eben keine Energie aufgebracht.
Wenn Du im Bus stehen bleiben mußt weil er zu Ende ist bremst Du
nur die Energie ab welche Du zu Deiner Beschleunigung zum gehen
gebraucht hat, egal wo Du läufst.
Gruß VIKTOR
Hallo!
Dann hst du die beschleunigung des Bussesa durch deine eigene
Beschleinigung neutralisiert und den Marsch nach vorn addiert.
Der Bus beschleunigt nach vorne. Deshalb kann eine Bewegung nach vorne auch nicht die Beschleunigung des Busses neutralisieren.
Wenn ich jetzt vorne bin und
der Bus aufhört zu beschleunigen kann ich ja nicht mehr nach
hinten fallen.Aber nach vorn, weil die Beschleunigung des Bus aufhört und du
weiter läufst.
Er kann sich aber auch genausogut vorne auf einen Platz setzen (solange der Bus noch beschleunigt) und eine Zeitung lesen. Wenn die Beschleunigung des Busses aufhört, fliegt er deswegen genausowenig nach vorne, wie wenn er auf seinem ursprünglichen Platz sitzen bleibt.
Der Energieerhaltungssatz muss trotzdem gelten.
Michael
Hallo!
Warum stellst du die Frage nichts ins Rätselbrett? Hätte ein gutes Rätsel abgegeben.
Hier die Lösung:
Durch das Gehen erhälst du eine Geschwindigkeit, die höher ist, als die des Busses. Wenn du dann stoppst, wird die Kraft, die der Bus auf deinen Körper ausübt, für eine Zeit lang geringer sein, weil der Bus aufholen muss, bis er wieder deine Geschwindigkeit hat.
Davon merkst du aber nichts.
Warum nicht?
Weil die Verringerte Kraft nur sekundenbruchteile lang geringer ist, und auch nur so wenig, dass du es nicht spürst.
Wie ist das möglich, dass die Kraft, die du beim Gehen die ganze Zeit aufwenden musst, so groß ist, und so lange wirkt, während die Kraftverringerung nur so klein ist, und so kurz wirkt?
Hier die Erklärung:
Die Kinetische Energie, die der Bus während des Gehens deinem Körper mitgibt, ist viel größer, als die mechanische Energie, die du beim Gehen aufwenden musst.
Und zwar aus zwei Gründen:
Erstens: Weil der Bus viel schneller fährt, als ein Mensch geht.
Zweitens: Weil kinetische Energie im Quadrat zur Zeit wächst, während mechanische Energie proportional zur Zeit wächst.
Grüße
Andreas
Hallo!
Du läufst im Bus (oder sonst wo im Wald)
Brauchst zur Erhaltung der Geschwindigkeit auch keine Energie.
Im Bus schon, weil der ja die ganze Zeit beschleunigt. Im Wald nicht. Das ist ein Unterschied.
Grüße
Andreas
Hallo!
Du bist doch dann vorne? Also hast du dich bewegt - da ist
deine Energie…
Es gibt keine „Vornesein-Energie“.
Grüße
Andreas
Hallo Michael!
Du kannst Dich im Bus nur bewegen, wenn Du anfangs selbst
beschleundigst und am Ende auch wieder selbst abbremst.
Richtig, aber das ist nicht die Erklärung, denn das kannst du vernachlässigen.
Grüße
Andreas
Hallo!
Durch das Gehen erhälst du eine Geschwindigkeit, die höher
ist, als die des Busses. Wenn du dann stoppst, wird die Kraft,
die der Bus auf deinen Körper ausübt, für eine Zeit lang
geringer sein, weil der Bus aufholen muss, bis er wieder deine
Geschwindigkeit hat.
Und was genau hat das mit der Energie zu tun, nach der hier gefragt wurde?
Die Kinetische Energie, die der Bus während des Gehens deinem
Körper mitgibt, ist viel größer, als die mechanische Energie,
die du beim Gehen aufwenden musst.Und zwar aus zwei Gründen:
Erstens: Weil der Bus viel schneller fährt, als ein Mensch
geht.
Es ist egal, wie schnell der Mensch geht. Er darf sich sogar viel schneller als der Bus bewegen und die Energiebilanz stimmt trotzdem.
Zweitens: Weil kinetische Energie im Quadrat zur Zeit wächst,
während mechanische Energie proportional zur Zeit wächst.
Kinetische Energie wächts proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit, mechanische Arbeit propotional zum Weg.
Michael
Hallo!
Du kannst Dich im Bus nur bewegen, wenn Du anfangs selbst
beschleundigst und am Ende auch wieder selbst abbremst.Richtig, aber das ist nicht die Erklärung, denn das kannst du
vernachlässigen.
Erstens kann man es nicht vernachlässigen (Schau Dir mal meine Berechnung dazu noch einmal an). Zweitens verstehe ich nicht, warum Du mir widersprichst, weil Du in Deinem anderen Posting versuchst, genau diese Lösung in Worte zu fassen.
Michael
Hallo Andreas,
Du läufst im Bus (oder sonst wo im Wald)
Brauchst zur Erhaltung der Geschwindigkeit auch keine Energie.Im Bus schon, weil der ja die ganze Zeit beschleunigt. Im Wald
nicht. Das ist ein Unterschied.
ich weiß nicht - manchmal wird wirklich nicht richtig gelesen was geschrieben wurde.
Wenn von Erhaltung der Geschwindigkeit die Rede ist, dann eben nicht
von Beschleunigung.
Oder reden wir aneinander vorbei ?
Es geht doch um die Energie, welche der „Läufer“ aufbringen muß.
Und der muß nicht, so oder so.Die Beschleunigungsleistung bringt der
Bus alleine, auch für den Mitläufer.
Gruß VIKTOR
Ganz einfache Erklärung
Hallo!
Es liegt daran, dass kinetische Energie im Quadrat zur Geschwindigkeit wächst.
Du bist um beispielsweise 5 km/h schneller, als der Bus.
Würde der Bus nicht beschleunigen, wäre die Energie, die in 5 km/h steckt, natürlich immer die gleiche.
Weil er aber beschleunigt, musst du ständig Energie zufügen, die 5 km/h aufrechtzuerhalten, denn die kinetische Energie, die in in diesen 5 km/h steckt, ist um so größer, je schneller der Bus fährt.
Beispiel:
Nehmen wir an, der Bus fährt am Anfang 40 km/h und am Ende 50 km/h.
Am Anfang hast du eine Gesamtgeschwindigkeit von 45 km/h (relativ zur Erde) und am Ende 55 km/h. Der Unterschied der kinetischen Energie zwischen 50 km/h und 55 km/h ist größer, als der zwischen 40 km/h und 45 km/h.
So einfach ist das.
Grüße
Andreas
Hallo!
Es ist etwas anders. Lies mein neustes Posting oben, da steht es.
Grüße
Andreas
Hallo!
Erstens kann man es nicht vernachlässigen.
Je länger die Strecke ist, die der Läufer im Bus zurücklegt, und je länger die Dauer und Stärke ist, die der Bus beschleunigt, desto mehr kann man es vernachlässigen.
Für die Frage, wo die Energie geblieben ist, gibt es eine andere Antwort, siehe mein neues Posting oben.
Zweitens verstehe ich nicht, warum Du mir widersprichst, weil Du in Deinem anderen Posting versuchst, genau diese Lösung in Worte zu fassen.
Vergiss das Posting. Ich wollte es gleich nach dem Tippen löschen, musste aber dringend weg.
Grüße
Andreas
Hallo Michael!
Und was genau hat das mit der Energie zu tun, nach der hier gefragt wurde?
Vergiss dieses Posting. Ich habe es oben noch besser erklärt.
Es ist egal, wie schnell der Mensch geht. Er darf sich sogar viel schneller als der Bus bewegen und die Energiebilanz stimmt trotzdem.
Richtig. Aber dann spürt er den Unterschied vermutlich stärker.
Kinetische Energie wächts proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit, mechanische Arbeit propotional zum Weg.
Richtig. Aber man kann beides auf Zeit umrechnen, wenn man annimmt, dass in einem Fall die Kraft und im anderen Fall die Geschwindigkeit konstant bleibt. Ja, hätte ich dazuschreiben sollen. Vergiss es einfach.
Grüße
Andreas
Hallo,
so sehe ich da auch.
Ergänzend noch: Wenn man dann vorne wieder stehenbleibt, überträgt man die eingesetzte Energie auf den Bus. Man spendet der Busgesellschaft also Energie, indem man hinten einsteigt und beim beschleunigen nach vorne läuft.
Gruß, Niels
Also grundsätzlich kann man sich das ja folgendermassen vorstellen:
Du und alle anderen stehen im Bus. Nun beschleunigt der Bus. Dadurch dass ihr einen festen Kontakt mit dem Bus aufweist (hoffentlich) muss der Bus zusätzlich auch die Energie aufbringen, die nötig ist um euch alle zu beschleunigen. Beginnst du aber als einziger aus irgendeinem Grund nach vorne zu rennen so muss der Bus dich nicht mehr gleich stark beschleunigen, da du das selbst zu einem gewissen Teil erledigst, denn wenn du relativ zum Bus eine höhere Geschwindigkeit haben willst, so musst du zusätzlich selbst eine Beschleunigung aufbringen und die kann der Bus „verwenden“ um die Beschleunigung zu vollbringen.
Was passiert nun, wenn du stehen bleibst:
Wir stellen uns vor, dass an dem Ort an dem du stehen bleibst eine reibungsfreie Bahn ist. Dann hast du an diesem Ort immernoch eine Beschleunigung relativ zum Bus. Da du aber da aufhörst zu rennen wird diese nicht grösser. Im Gegenteil, der Bus kann diese Beschleunigung verwenden um weiterhin selbst schneller zu werden (was ja grundsätzlich bedeutet auch dich zu beschleunigen). Daher würdest auf dieser Oberfläche entsprechend der Intensität der Beschleunigung des Buses langsamer zu rutschen beginnen bis du schliesslich anhälst, also bis deine Beschleunigung komplett vom Bus „aufgebraucht“ wurde. Fährt der Bus genau in dem Moment mit konstanter Geschwindigkeit weiter bleibst du logischerweise einfach stehen, da gleichförmige Geschwindigkeit in unbeschleunigten Bezugssystemen bedeutet, dass keine Kraft wirkt. Beschleunigt der Bus weiterhin würdest du wieder nach hinten rutschen, da du keine Gegenkraft zur Kraft der Beschleunigung des Buses aufbringen kannst.
Im Endeffekt kann man also einfach sagen:
Du hast Energie von deinen Muskeln auf den Bus übertragen für dessen Beschleunigung indem du einen Teil der Arbeit (oder wenn du stark genug selbst dich beschleunigst die ganze Arbeit) die nötig war dich zu beschleunigen selbst aufgebracht.
Hallo!
Erstens kann man es nicht vernachlässigen.
Je länger die Strecke ist, die der Läufer im Bus zurücklegt,
und je länger die Dauer und Stärke ist, die der Bus
beschleunigt, desto mehr kann man es vernachlässigen.
Lies meine Rechnung, bevor Du hier unbegründete Behauptungen aufstellst!
Der Energiebetrag, den man dem Bus zurückgibt, wenn man sich vorne hinsetzt, hängt genau von folgenden Faktoren ab:
Michael