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Max. höhe bei Federkraft
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Foren-Übersicht -> Physik-Forum -> Max. höhe bei Federkraft
 
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Gisa
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Anmeldungsdatum: 14.06.2006
Beiträge: 185
Wohnort: DE

BeitragVerfasst am: 15 Jul 2006 - 09:54:46    Titel: Max. höhe bei Federkraft

Hallo,

versuche gerade die max. Steighöhe zu berechnen von der folgenden Aufgabe:
Wie hoch fliegt eine Kugel von 100 g Masse, die auf eine um s= 20 cm zusammengedrückte Schraubenfeder gelegt wird, wenn diese plötzlich enstpannt? (k = 1,5 Ncm)
Also meine Ansätze:

Ich habe die Federkraft: Ff= 0.015 Nm * 0.2 m = 0.003 Nm dann habe ich die Masse und die beschleuning g die auch entgegenwirkt: Die wären Fg = 9.81 * 0.1 = 0.981 N.
Wenn ich FG mit Ff subtrahiere dann bekomme ich die Kraft aber nicht die höhe raus.
Wie bekomme ich die höhe raus?
Bitte nicht den Lösungsweg weg veraten sondern nur einen kleinen Tipp geben.
Vielen Dank und gruß
Gisa


Zuletzt bearbeitet von Gisa am 15 Jul 2006 - 11:56:19, insgesamt einmal bearbeitet
ein Stein!
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Anmeldungsdatum: 12.11.2005
Beiträge: 2193

BeitragVerfasst am: 15 Jul 2006 - 11:33:34    Titel:

Wenn k die Federhärte ist, muss es aber heißen N/cm!

Tipp: Energieerhaltungssatz
mfg
Gisa
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Anmeldungsdatum: 14.06.2006
Beiträge: 185
Wohnort: DE

BeitragVerfasst am: 15 Jul 2006 - 12:10:36    Titel:

Ok also:
Ep + Ek = const
??
Ep ist ja bestimmbar und Ek ja auch wenn man nach v auflöst.
Hast du noch ein paar Tipps für mich? Very Happy

------------
Ist die Aufgabe auch mit dem Energieerhaaltungssatz lösbar?

Ein Rammbär der Masse= 450 kg fällt aus der höhe = 4.2m auf einen Pfahl. Er wird in einer zeit von 0,01s gleichmäßig abgebremst.
Mit welcher Kraft drück er den Pfahl in den Boden?
Fg= 450 * 9.81 * 4.2 = 18540.9 N
Wie kann ich nun die zeit einbinden in eine Formel?
Die fehlt mir.

Gruß
LucyDiamond
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Anmeldungsdatum: 10.01.2006
Beiträge: 2022

BeitragVerfasst am: 15 Jul 2006 - 12:23:33    Titel:

Zur 1. Aufgabe :

Die Federenergie wird benutzt, um die Masse auf eine bestimmte Höhe zu befördern : E_feder = E_pot

E_feder = k/2 * s²
E_pot = m*g*h

Nach h auflösen und fertig Wink


Zur 2. Aufgabe :

Der Rammbär hat bei Erreichen des Pfahls eine bestimmte Geschwindigkeit, welche sich aus dem Energiesatz E_pot = E_kin ergibt.

Kraft ist zeitliche Impulsänderung : F = p / delta t

p = m*v

---> F = m*sqrt[2*g*h] / t = 408 kN
ein Stein!
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Anmeldungsdatum: 12.11.2005
Beiträge: 2193

BeitragVerfasst am: 15 Jul 2006 - 12:29:28    Titel:

Gisa hat folgendes geschrieben:
Ok also:
Ep + Ek = const
??
Ep ist ja bestimmbar und Ek ja auch wenn man nach v auflöst.
Hast du noch ein paar Tipps für mich? Very Happy

Ja, nimm die Spannenergie und lass dafür die kinetische weg Wink
Maximale spannenergie wird in maximale Lageenergie umgewandelt:
E_spann=E_pot
Zitat:
Fg= 450 * 9.81 * 4.2 = 18540.9 N

Shocked
Mama mia, ich fall gleich vom Stuhl!
Fg=m*g und sonst nix! Was du ausgerechnet hast, ist die potentielle energie, die dann aber auch bitte die Einheit Joule bekommt Smile .

Mein Tipp zu dieser aufgabe:
Berechne den Impuls beim Aufprall (v bekommst du über energieerhaltungssatz (jetzt kannst du Ekin verwenden Wink ). und dann
F=dp/dt
(hatten wir doch erst vor kurzem, oder?

EDIT:
Hab ich echt 6 minuten gebraucht Shocked ?
Naja, doppelt hält besser Very Happy
Gisa
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Anmeldungsdatum: 14.06.2006
Beiträge: 185
Wohnort: DE

BeitragVerfasst am: 15 Jul 2006 - 12:56:21    Titel:

Ok.
Bei der 1. Aufgabe kommt folgendes raus:

E_feder = E_pot
Ê_f = (0.015 / 2) * 0.2^2
E_pot= m*g*h
0.0003 = 0.981h
h = 0.000305 m ??? das geht ja mal gar nicht Very Happy

Nachtrag:
Doppelt hält besser Very Happy
LucyDiamond
Gesperrter User
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Anmeldungsdatum: 10.01.2006
Beiträge: 2022

BeitragVerfasst am: 15 Jul 2006 - 13:10:35    Titel:

Da hast du dich nur mit den Einheiten vertan - am besten alles in m bzw. N/m umrechnen :

k = 150 N/m
s = 0,2 m

---> h = 3m


@einStein! : Ich tipp halt schneller Cool
Gisa
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Anmeldungsdatum: 14.06.2006
Beiträge: 185
Wohnort: DE

BeitragVerfasst am: 15 Jul 2006 - 13:19:21    Titel:

Ja das stimmt aber wie kommst du denn auf 150 N/m? Es sind doch nur 1,5 N/cm.
Wie rechnest du denn um?
Ich habe dafür, ah moment ist klar 1,5 N / 1cm und 1,5 / 0.01m.
Ja Ok super Smile
Der Stein hatte es sogar oben nochmals angemerkt.
Alles klar. Very Happy

Gruß und Danke
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