Kugel rollt runter und wieder rauf. V oben?

Wissenschaft Physik
#1

Guten Tag,

Ich habe ein Probelm in Physik. Ich hab ne Aufgaben bekommen bei der eine Kugel eine schiefe Bahn hinabrollt und auf der anderen Seite wieder rauf. Sie beginnt im Punkt A und hat da eine Geschwindigkeit von 0,5 m/s dann rollt sie noch durch Punkt B der liegt unten und wieder hoch zu Punkt C der wieder oben liegt.
gegeben ist die Anfangsgeschwinigkeit der Kugel v1= 0,5 m/s g = 10m/s². die Rampe geht 0,8 m runter bis Punkt B und geht dann wieder 0,4 m hoch dort liegt Punkt C (Reibungsenergie und Rotationsenergie werden vernachlässigt.) Welche Geschwindigkeit hat die Kugel in Punkt B und Punkt C. Die Lehrerein gab uns den Tip das der Energieerhaltungssatz mit wirkt.

Ich habe nun schon die Zeit der Kugel berechnet die sie bis B braucht und ihre Geschwindigkeit bis dahin
t= 0,4 Sekunden und v= 4,5m/s
Ist das soweit richtig oder hab ich was falsch gerechnet. Und wie komme ich auf Punkt C. Eine Erklärung warum das so ist wäre auch sehr nett, will das verstehen.
Vielen Dank schonmal. Michel

#2

Hallo,

Die Lehrerein gab uns den Tip das der Energieerhaltungssatz mit wirkt.

warum berücksichtigst Du dann diesen Tipp nicht? Vervollständige den Satz „Der Energiesatz lautet …“ und überlege, wie Du dieses Prinzip auf Dein Problem anwenden kannst. Wie weit kommst Du damit?

Gruß
Martin

#3

Nicht so weit. Ich weiß das der Energieerhaltungssatz besagt das Kinetische Energie gleich potentielle Energie bedeutet. Aber das erklärt mir nicht wie ich das berechnen soll. Also warum ich das so berechnen muss ist mir auch wichtig. Ich will das erklären können

#4

Nicht so weit. Ich weiß das der Energieerhaltungssatz besagt
das Kinetische Energie gleich potentielle Energie bedeutet.

Nein, das ist Nonsens. Schnapp Dir Dein Physik-Lehrbuch und lies darin ganz genau nach, was der mechanische Energiesatz besagt. Nämlich, dass die Summe (!) aus kinetischer und potentieller Energie eines Massenpunktes konstant – „erhalten“ – ist, solange auf der Bahn, auf der er sich bewegt, nirgendwo Reibung auftritt.

Mach Dir den Unterschied zwischen

f(x) = g(x) für alle x

und

f(x) + g(x) = ein konstanter Wert für alle x

klar. Diese Aussagen drücken zwei völlig verschiedene Sachverhalte aus. Der Energiesatz entspricht der zweiten davon.

Ich will das erklären können

Sehr gut :smile:

Der Ansatz für Dein Problem lautet dann:

Wpot(Punkt P) + Wkin(Punkt P) = Wpot(Punkt Q) + Wkin(Punkt Q)

wobei Du die Punkte P und Q beliebig (!) wählen darfst, also z. B. P = A und Q = B (oder C).

1 Like
#5

das Kinetische Energie gleich potentielle Energie bedeutet.

Ne, das ist so nicht richtig.
Die Energieerhaltung sagt, dass die Energie erhalten bleibt. Die Summe aus kinetischer und potentiellen Energie bleibt also Konstant.
E=Epot+Ekin

Dann musst du halt mal schauen was du von den Punkten weißt.

Am Startpunkt A hast du die Geschwindigkeit, also auch die kinetische Energie. Du hast zusätzlich noch den Höhenunterschied zu Punkt B, also hast du noch die potentielle Energie und somit die Gesamtenergie.

Von den anderen beiden Punkten kennst du ja jeweils eine Bedingung die dir zur potentiellen oder kinetischen Energie verhilft und du kannst das Fehlende ausrechnen.

Gruß

#6

f(x) = g(x) für alle x

und

f(x) + g(x) = ein konstanter Wert für alle x

klar. Diese Aussagen drücken zwei völlig verschiedene
Sachverhalte aus. Der Energiesatz entspricht der zweiten
davon.

Ich will das erklären können

Sehr gut :smile:

Der Ansatz für Dein Problem lautet dann:

Wpot(Punkt P) + Wkin(Punkt P) =
Wpot(Punkt Q) + Wkin(Punkt Q)

wobei Du die Punkte P und Q beliebig (!) wählen darfst, also
z. B. P = A und Q = B (oder C).

Das verwirrt ihn bloss.

Sag ihm doch dass:
PunktA:=mgh
PunktB:=1/2mv*2
PunktC:=mgh

ist.
Dann hat er die Energieformel schon umgewandelt.

Mehr liegt hier anscheinend nicht drin.

#7

Moin,

Sag ihm doch dass:
PunktA:=mgh
PunktB:=1/2mv*2
PunktC:=mgh

nein, das wird jetzt falsch. Die Höhe ist doch bei A und C unterschiedlich, und bei A hat der Körper auch noch eine Geschwindigkeit.

Olaf

#8

Hallo,

Ich habe ein Probelm in Physik. Ich hab ne Aufgaben bekommen
bei der eine Kugel eine schiefe Bahn hinabrollt und auf der
anderen Seite wieder rauf. Sie beginnt im Punkt A und hat da
eine Geschwindigkeit von 0,5 m/s dann rollt sie noch durch
Punkt B der liegt unten und wieder hoch zu Punkt C der wieder
oben liegt.
gegeben ist die Anfangsgeschwinigkeit der Kugel v1= 0,5 m/s g
= 10m/s². die Rampe geht 0,8 m runter bis Punkt B und geht
dann wieder 0,4 m hoch dort liegt Punkt C (Reibungsenergie und
Rotationsenergie werden vernachlässigt.) Welche
Geschwindigkeit hat die Kugel in Punkt B und Punkt C. Die
Lehrerein gab uns den Tip das der Energieerhaltungssatz mit
wirkt.

Im Punkt A hast Du die Bewegungsenergie (kinetische Energie) (m/2)*va² und die Lageenergie (potetielle Energie) m*g*ha.
Die Kugel rollt die Bahn hinunter bis B.

Dort ist der tiefste Punkt und die pot. Energie ist Deinem Bezugssystem Null geworden.
Du hast nur noch die kin. Energie bei B.

(m/2)*vb² = (m/2)*va² + m*g*ha. ha = 0,8m. (m kannst Du kürzen).
Daraus kannst Du vb berechnen: 4,03 (m/s).

Nun kehrst Du den Prozess um.
Diese kin. Energie (m/2)*vb² wird umgewandelt in die pot. und kin. Energie bei C.

(m/2)*vb² = m*g*hc + (m/2)*vc². (m kannst Du kürzen). hc = 0,4m.
Ergebnis: vc = 2,87 (m/s).

Die Kugel rollt wieder bis auf 0,8 m hinauf, da ja Reibung und Rotationsenergie ausgeschlossen sein sollen.

Irrtum vorbehalten.

Gruß:
Manni

#9

Halo Beat,

Das verwirrt ihn bloss.

Dein P. leider auch, denn die Antwort ist falsch.

Sag ihm doch dass:

PunktA:=mgh

Nö: mgh_a + (m/2)v_a²

PunktB:=1/2mv*2

Nö: (m/2)v_b²

PunktC:=mgh

Nö: mgh_c + (m/2)v_c²

ist.
Dann hat er die Energieformel schon umgewandelt.

Nö: falsch umgewandelt.

Mehr liegt hier anscheinend nicht drin.

Bei Dir?

Gruß:
Manni

1 Like
#10

Hallo,

Wpot(Punkt P) + Wkin(Punkt P) =
Wpot(Punkt Q) + Wkin(Punkt Q)

wobei Du die Punkte P und Q beliebig (!) wählen darfst, also
z. B. P = A und Q = B (oder C).

Das verwirrt ihn bloss.

das können wir nicht wissen. Fest steht aber zum einen, dass er, falls ihm noch etwas unverständlich ist, einfach hier nachfragen kann, und zum anderen, dass er es selbst erklären können will, wie er sagte. Dazu muss er aber das dahinterstehende grundlegende Prinzip verstanden haben, und dafür reicht…

Sag ihm doch dass:
PunktA:=mgh
PunktB:=1/2mv*2
PunktC:=mgh

…meiner Meinung nach nicht aus, selbst wenn Du es richtig angesetzt hättest (das wurde ja schon kommentiert).

Gruß
Martin

#11

Vielen Dank für die Lösung. Und vor allem für die Erklärung nun versteh ich wieder etwas mehr. Danke.

#12

Ja, wir können ohne Skizze nur mutmassen. Anscheinend ist Punkt C höher als A.
Dann hätte Punkt C einen Sinn, wenn es eine Anfangsgeschwindigkeit gibt. Das hatte er gesagt.

So nach und nach kommt man hinter die Aufgabenstellung.

#13

Hallo Beat,

Ja, wir können ohne Skizze nur mutmassen. Anscheinend ist
Punkt C höher als A.

Eigentlich ist die Aufgabenstellung (ausnahmsweise) mal klar.
?
Gem. Aufgabe:
A = +0.8 m
C = +0,4 m

Dann hätte Punkt C einen Sinn, wenn es eine
Anfangsgeschwindigkeit gibt. Das hatte er gesagt.

Auch ohne Anfangsgeschwindigkeit gibt es einen Punkt „C“, der auf +0,4m liegt.

Dunkel ist Deiner Rede Sinn.

Gruß:
Manni