Aufgabe zur Energie/

PetraG

Hallo,

ich habe eine Physikaufgabe auf und komme nicht klar.

Ein Spielzeugwagen der Masse 600 g steht vor einer zusammengepressten Feder und ruht. (vA=0). Lässt man die Feder los so beschleunigt der Wagen und fährt einen Hang mit 40 cm hoch und kommt oben mit einer Geschwindigkeit von vo=1,8 m/s an.

a) Welche Energieumwandlungen finden statt?

Ich habe Espann in Ekin und in Epot

b) Wie groß war die in der Feder gespeicherte Energie mindestens ?

Ich würde hier mit der Formel für die Federhärte D = F : S arbeiten. Aber ich habe keine Strecke. Oder geht das ganz anders?

c) Mit welcher Geschwindigkeit vu bewegte sich der Wagen vor dem Hang.

d) Peter vermutet dass 15 % der in der Feder gespeicherten Energie verloren ginen. Wie groß war dann die in der gespannten Feder gespeicherte Energie?

Wäre super wenn mir jemand weiterhelfen könnte.

Danke

qweet

Zitat von PetraG

Hallo,

ich habe eine Physikaufgabe auf und komme nicht klar.

Ein Spielzeugwagen der Masse 600 g
steht vor einer zusammengepressten Feder und ruht. (vA=0).

Lässt man die Feder los
so beschleunigt der Wagen und fährt einen Hang mit 40 cm hoch
und kommt oben mit einer Geschwindigkeit
von vo=1,8 m/s an.

a) Welche Energieumwandlungen finden statt?

Ich habe Espann in Ekin und in Epot
[...]

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Seh ich auch so.

Die Energie, die in der Feder steckt,
wird in Bewegungsenergie und in Höhenenergie
umgewandelt.

Zitat von PetraG

b) Wie groß war die in der Feder gespeicherte Energie mindestens ?

[Blockierte Grafik: http://kreisistrund.de/Feder_Spielzeugwagen_faehrt_Hang_hoch.png]

Bei Wikipedia steht unter Energie:

Zitat von Wikipedia: Energie und Bewegung

Die kinetische Energie E_kin ist diejenige Energie,
die dem Bewegungszustand eines Körpers innewohnt.

Sie ist proportional zur Masse m
und zum Quadrat der Geschwindigkeit v
relativ zu dem Inertialsystem,
in dem man den Körper beschreibt.

[TEX]E_{kin} = \dfrac{1}{2} mv^2[/TEX]

Die Energie, die der Wagen oben hat,
wäre also:

[TEX]E_{kin} = \dfrac{1}{2} mv^2[/TEX]

[TEX]E_{kin} = \dfrac{1}{2} * 0,8 kg * \left(1,8 \dfrac{m}{s} \right )^2[/TEX]

[TEX]E_{kin} = \dfrac{1}{2} * 0,8 kg * 3,24 \dfrac{m^2}{s^2}[/TEX]

[TEX]E_{kin} = 1,296 \ Joule[/TEX]

Das sind auch 1,296 Newtonmeter. Mechanische Energie.

Wie groß ist nun
die Energie am Boden?

Es müssten ja auch wieder Newtonmeter,
also Energie rauskommen.

Aber die Höhe ist doch auch 0,4 Meter.

Wenn ich Newtonmeter durch Meter teile,
bleibt doch Newton übrig.

Hä?

Ich teile nur durch 0,4
und erhalte:

[TEX]\dfrac{1,296 \ Newtonmeter}{0,4} = 3,24 \ Newtonmeter[/TEX]

Ist die Energie mehr geworden?

Nein, sie hat nur ihre Form von Höhenenergie in Bewegungsenergie
geändert.

Wenn der Wagen hochfährt,
wandelt sich die kinetische Energie
in Höhenenergie um.

Ein Teil der eigenen Energie wurde an den Hang "verloren".

Zitat

Wenn ich einen Berg hochlaufe,
erschöpft mich das doch mehr
als wenn ich nur geradeaus laufe.

Antwort:
Die in der Feder gespeicherte Energie
war mindestens 3,24 Joule.

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