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Energiebilanzen beim rutschen über schiefe Ebene
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boenz666
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Anmeldungsdatum: 07.12.2007
Beiträge: 24

BeitragVerfasst am: 14 Jul 2010 - 10:30:42    Titel: Energiebilanzen beim rutschen über schiefe Ebene

Hallo liebe User:)

Ich rechne gerade ein Paar ältere Aufgaben durch und scheitere irgendwie beim Verständnis für die Energiebilanzen in einer bestimmten Aufgabe. Da diese eigentlich alle relevanten Beispiele für eben diese Energiebilanzen vorweisen kann, ist das Verständnis hier aber schon recht wichtig.

Skizze:


Aufgabe:
Gesamtenergie, kinetische Energie und Reibungsarbeiten in den Punkten 1 und 2.

Lösung Punkt 1:
Ekin0+Epot0=Ekin1+Epot1+Ereib1=Eges

m*g*h+0,5*m*v^2=0+0,5*m*v^2+Ereib1=Eges

Fragen zu Punkt 1:
Wieso wird die Reibung im Punkt 0 nicht berücksichtigt, die muss doch auch dort stattfinden, wenn der Klotz über die schiefe Ebene schlittert?
Warum wird Ekin1 null in der Rechnung?
Nach meinem Verständnis hätte die aber Gleichung eher wiefolgt ausgesehen, weil die Reibung doch im Punkt 0 auch vorhanden sein muss:

Epot0+Ekin0+Ereib0=Epot1+Ekin1+Ereib1=Eges

Lösung zu Punkt 2:
Ekin1=Ekin2+Ereib2

Frage zu Punkt 2:
Wieso ist jetzt auf der linken Seite der Gleichung nichts mehr von der Reibung zu sehen, auf der rechten aber schon?
M_Hammer_Kruse
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Anmeldungsdatum: 06.03.2006
Beiträge: 8296
Wohnort: Kiel

BeitragVerfasst am: 14 Jul 2010 - 10:47:50    Titel:

Zitat:
m*g*h+0,5*m*v^2=0+0,5*m*v^2+Ereib1=Eges
Wie bestimmst Du denn Ereib1? Und wieso ist v links und rechts gleich?
(Gegenüber der Formel darüber sind in der Rechnung übrigens Ekin und Epot vertauscht.)

Gruß, mike
boenz666
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Anmeldungsdatum: 07.12.2007
Beiträge: 24

BeitragVerfasst am: 14 Jul 2010 - 10:59:33    Titel:

Ereib ist ja kein Problem, es geht nur um das Verständnis der anderen Bilanzen:

µ*Fn*l=µ*m*g*cos(omega)*l
Dabei ist omega 30 Grad und l=2m und µ=0,2 (alle drei Werte sind gegeben)

Wo habe ich das vertauscht? Epot ist doch 0,5*m*v^2?
M_Hammer_Kruse
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Anmeldungsdatum: 06.03.2006
Beiträge: 8296
Wohnort: Kiel

BeitragVerfasst am: 14 Jul 2010 - 11:01:48    Titel:

Zitat:
µ*Fn*l=µ*m*g*cos(omega)*l

korrekt. Und welchen Bezug hat diese Energie zu Punkt 1?
Zitat:
Epot ist doch 0,5*m*v^2?

nicht korrekt. Das ist Ekin.

Gruß, mike
ichbinsisyphos
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Anmeldungsdatum: 31.05.2007
Beiträge: 1700

BeitragVerfasst am: 14 Jul 2010 - 11:07:00    Titel:

Vielleicht solltest du Ereib eher als Reibarbeit Wreib bezeichnen, denn du hast keine Reibungsenergie an einem bestimmten Punkt, oder bei einer bestimmten Geschwindigkeit, die wird einfach über einem Weg abgebaut, umgewandelt.
boenz666
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Anmeldungsdatum: 07.12.2007
Beiträge: 24

BeitragVerfasst am: 14 Jul 2010 - 11:09:03    Titel:

Zitat:
korrekt. Und welchen Bezug hat diese Energie zu Punkt 1?

Meinst du die Länge der schiefen Ebene, die eben vollständig erst im Punkt 1 überwunden wurde?
Zitat:
nicht korrekt. Das ist Ekin.

Ah Ok, dann ist 0 nicht die kinetische Energie in dem besagtem Punkt, sondern die potentielle Energie, aber wieso wird die dann 0?
ichbinsisyphos
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Anmeldungsdatum: 31.05.2007
Beiträge: 1700

BeitragVerfasst am: 14 Jul 2010 - 11:11:45    Titel:

boenz666 hat folgendes geschrieben:
Ah Ok, dann ist 0 nicht die kinetische Energie in dem besagtem Punkt, sondern die potentielle Energie, aber wieso wird die dann 0?
Epot (=mgh) wird dort 0, wo du die Höhe als 0 definierst. Potentielle Energie macht ja nur Sinn in Relation zu einer Bezugshöhe h0 = 0, die bei dem Beispiel praktischerweise als die Höhe der waagrechten Ebene gewählt wird.
boenz666
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Anmeldungsdatum: 07.12.2007
Beiträge: 24

BeitragVerfasst am: 14 Jul 2010 - 11:14:36    Titel:

Ja klar und wenn ein ein Faktor eines Produktes null ist, dann ist das Produkt auch null, ok, das war recht einfach;)

Und weil die Länge der schiefen Ebene erst überwunden werden muss, ist auch die Reibung erst im Punkt 1 relevant, oder wie kann man das verstehen?
ichbinsisyphos
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Anmeldungsdatum: 31.05.2007
Beiträge: 1700

BeitragVerfasst am: 14 Jul 2010 - 11:22:41    Titel:

boenz666 hat folgendes geschrieben:
Ja klar und wenn ein ein Faktor eines Produktes null ist, dann ist das Produkt auch null, ok, das war recht einfach;)

Und weil die Länge der schiefen Ebene erst überwunden werden muss, ist auch die Reibung erst im Punkt 1 relevant, oder wie kann man das verstehen?
Reibarbeit = Reibungskraft * zurückgelegtem Weg, so ist das zu verstehen Wink

Du kannst nach jedem zurückgelegten Weg die umgewandelte Reibarbeit berechnen. Du wirst es dir aber einfach machen und die Energien nur an gewissen Punkten berücksichtigen.

Dazu wird der Weg zweigeteilt, denn bei 0-1 und 1-2 wirken unterschiedliche Reibungskräfte aufgrund der unterschiedlichen Steigungen.

Die Energiebilanz sieht dann so aus:

Gesamtenergie ( =Epot(0)+Ekin(0) ) zu Beginn =
Gesamtenergie ( =Epot(1)+Ekin(1) ) an Punkt 1 + umgesetzte Reibarbeit(0-1) =
Gesamtenergie ( =Epot(2)+Ekin(2) ) an Punkt 2 + umgesetzte Reibarbeit(0-1) + umgesetzte Reibarbeit(1-2).

Du hast das bisher noch nicht erwähnt, aber von 2-3 wird die dann nur noch vorhandene kinetische Energie in potentielle Energie der Feder umgewandelt, wobei nochmal Reibarbeit Wreib = Freib*x verloren geht.


Zuletzt bearbeitet von ichbinsisyphos am 14 Jul 2010 - 11:26:54, insgesamt einmal bearbeitet
boenz666
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Anmeldungsdatum: 07.12.2007
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BeitragVerfasst am: 14 Jul 2010 - 11:26:35    Titel:

Ok, so ist das echt topverständlich, vielen Dank Smile
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