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Forum "SchulPhysik" - Kinetische Energie
Kinetische Energie < SchulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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Kinetische Energie: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 11:21 Mo 22.02.2016
Autor: rosenbeet001

Aufgabe
Die Summe aus potentieller und kinetischer Energie ist immer gleich groß. Nun wird eine Messingkugel, die 10 g wiegt, aus einem 10 m hohen Fenster senkrecht nach unten fallen gelassen. Wie groß st die kinetische Energie der Kugel nach einer Fallhöhe von 6 Metern?

Hallo Leute!

Ich habe diese Aufgabe berechnet und anschließend die Musterlösungen dazu in meinem Buch studiert. Allerdings verstehe ich nicht, wie die kinetische Energie hier als Differenz der potentiellen Energie in 10 m und in 6 m Höhe berechnet werden konnte.

Ich denke, dass ich noch nicht den Zusammenhang zwischen kinetischer und potentieller Energie verstanden habe. Auf eine Antwort würde ich mich daher sehr freuen!

        
Bezug
Kinetische Energie: Hinweise
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 11:46 Mo 22.02.2016
Autor: Loddar

Hallo rosenbeet!


Betrachte die beiden Zustände:

(1) Kugel in 10 m Höhe vor dem Fallenlassen

[mm] $E_{\text{gesamt}} [/mm] \ = \ [mm] E_{\text{pot,1}} [/mm] \ + \ [mm] E_{\text{kin,1}}$ [/mm]

Wie groß ist hier [mm] $E_{\text{kin,1}}$ [/mm] ?


(2) Kugel in 4 m Höhe beim Fallen

[mm] $E_{\text{gesamt}} [/mm] \ = \ [mm] E_{\text{pot,2}} [/mm] \ + \ [mm] E_{\text{kin,2}}$ [/mm]

Du kennst [mm] $E_{\text{gesamt}}$ [/mm] und kannst [mm] $E_{\text{pot,2}}$ [/mm] ermitteln.
Daraus dann den gesuchten Wert von [mm] $E_{\text{kin,2}}$ [/mm] .


Gruß
Loddar

 

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Bezug
Kinetische Energie: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 12:49 Mo 22.02.2016
Autor: rosenbeet001

Ich versuche es mal...

Epot1 = 0,981 [mm] \bruch{kg*m^2 }{s^2 } [/mm]

Ekin1 = 0,005 kg

Nun komme ich jedoch nicht weiter:(

Bezug
                        
Bezug
Kinetische Energie: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 13:06 Mo 22.02.2016
Autor: notinX

Hallo,

> Ich versuche es mal...
>  
> Epot1 = 0,981 [mm]\bruch{kg*m^2 }{s^2 }[/mm]

[ok]
Besser ist es, erstmal symbolisch zu rechnen: [mm] $E_\text{pot,1}=mgh_0$, [/mm] mit [mm] $h_0=10\,\mathrm{m}$ [/mm]

>  
> Ekin1 = 0,005 kg

[notok]
Wie kommst Du darauf? Wie berechnet sich allgemein die kinetische Energie? Wird Energie in [mm] $\mathrm{kg}$ [/mm] gemessen?

>  
> Nun komme ich jedoch nicht weiter:(

Gruß,

notinX

Bezug
                                
Bezug
Kinetische Energie: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:45 Mo 22.02.2016
Autor: rosenbeet001

Ich habe die Formel:

Ekin= 0,5 * m * [mm] v^2 [/mm]

m= 10 g = 0,01 kg

Aber v habe ich ja nicht... v= a*t, mit a= 9,81 m/ [mm] s^2 [/mm] , und t?

Bezug
                                        
Bezug
Kinetische Energie: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:03 Mo 22.02.2016
Autor: M.Rex

Hallo

Du sollst ja auch nur die konetische Energie berechnen.

Und das ist genau die Potentielle Energie nach 6 Metern oder die Potenzielle Energie nach 10 Metern minus der potentiellen Energie nach 4 Metern.

Warum das so ist, wurde dir hier schon in anderen Antworten geschrieben.

Marius

Bezug
        
Bezug
Kinetische Energie: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:02 Mo 22.02.2016
Autor: M.Rex

Hallo

Du kannst die Aufgabe auch lösen, wenn du nur die potentielle Energie in 6m Höhe berechnest (und die "Höhenbezugslinie" auf die 4m Höhe setzt), denn diese potentielle Energie wird dann komplett in Bewegungsenergie umgewandelt.

Im Bezug auf den Boden hat die Kugel dann zwr immer noch potentielle Energie, aber es ging ja nur darum die Bewegungsenergie in 4m Höhe zu berechnen.

Marius

Bezug
                
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Kinetische Energie: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 09:31 Mi 24.02.2016
Autor: rosenbeet001

Vielen Dank! Ich habe nun die richtige Lösung raus: 0,5886 J.

Zwei Dinge, die mir noch unklar sind:

Wenn Ekin= Epot1 (10 m Höhe) -Epot2 (4 m Höhe) gilt, dann gilt doch auch: Epot= Ekin1 - Ekin2 oder? (nur damit ich das auch für weitere Aufgaben weiß...)

Und: Was bedeutet das genau, dass Epot + Ekin = konstant sind? Ich kann mir das noch nicht so richtig vorstellen... (P.S.: Ich hatte leider nicht sehr lange Physik in der Schule...)

Vielen Dank im Voraus!

Bezug
                        
Bezug
Kinetische Energie: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 09:48 Mi 24.02.2016
Autor: M.Rex

Hallo

> Vielen Dank! Ich habe nun die richtige Lösung raus: 0,5886
> J.

>

> Zwei Dinge, die mir noch unklar sind:

>

> Wenn Ekin= Epot1 (10 m Höhe) -Epot2 (4 m Höhe) gilt, dann
> gilt doch auch: Epot= Ekin1 - Ekin2 oder? (nur damit ich
> das auch für weitere Aufgaben weiß...)


Ja, diesen Weg kannst du auch nehmen.

>

> Und: Was bedeutet das genau, dass Epot + Ekin = konstant
> sind? Ich kann mir das noch nicht so richtig vorstellen...
> (P.S.: Ich hatte leider nicht sehr lange Physik in der
> Schule...)

Das bedeutet, dass Energie niemals verloren gehen kann, sie wird immer nur in verschiedene Formen umgewandelt. Daraus folgt dann auch, dass die Summe aller Energieformen, die auf (Bewegunsenergie, potentielle Energie....)  bzw in (Wärmeenergie...) einem Körper wirken, immer gleichbleibt, also einen konstanten Wert ergibt.

>

> Vielen Dank im Voraus!

Marius

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Kinetische Energie: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 11:04 Mi 24.02.2016
Autor: rosenbeet001

Alles klar, danke!!!

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