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hallo leute
ich schreibe nächste woche einen Test über physik.
Ich verstehe das thema nur so halb-halb.
Könnt ihr mir mal den Energie-erhaltungs-satz erklären und wie das in verbindung kommt mit potentieller und kinetischer Energie??
hoffe ihr habt meine frage verstanden und könnt mir helfen.
danke
mfg
xasa
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Der Energiererhaltungssatz:
In einem abgeschlossenen System kann keine Energie entstehen oder verschwinden.
ODER:
In einem abgeschlossenen System ist die Summe der potentiellen und kinetischen Energien zeitlich konstant.
zB: Ein Stabhochspringer wandelt seine kinetische Energie (=Anlauf) (in der Theorie) vollständig in potenzielle Energie um, wenn er abspringt.
oder
Wenn du ein heißes Hufeisen in Wasser tauchst, um es abzukühlen, dann wird die innere Energie des Hufeisens vollständig auf das Wasser übertragen.
Links:
http://de.wikipedia.org/wiki/Energieerhaltungssatz
zum Üben:
http://www.klassenarbeiten.de/klassenarbeiten/klasse11/physik/klassenarbeit331_energieerhaltung.htm
//edit: Och nö, da klingelt mal das telefon und schon ist tobsen schneller ;)
Beitrag geaendert: 14.3.2007 14:58:57 von sesch
Beitrag geaendert: 14.3.2007 15:04:31 von sesch -
mein buch hat nicht ganz passende aufgaben dazu, sondern nur aufgaben in der auch andere sachen vorkommen, die ich wiederum nicht verstehe.
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ttobsen schrieb:
Da würd ich das vollständig nicht unbedingt hinsetzen! Es wird nun ein Teil der Energie übertragen, aber das ist auch wieder eine gute Lektion für Energieerhaltung.
Anfangsenergie mit Hufeisen nicht im Wasser: Eanf = Q1 + Q2 (Q1 Wärmeenergie des Hufeisens, Q2 = Wärmeenergie des Wassers)
Endenergie nach Hufeisen im Wasser Eend = Eanf nach Energieerhaltung.
Jetzt wir das Wasser natürlich Wärmer und das Hufeisen etwas kälter. Also kannst du aus der Kenntnis einer der beiden Temperaturen, die andere bestimmen (natürlich spielen da noch ein paar andere Faktoren eine Rolle, aber das Energieerhaltungsprinzip bleibt das Gleiche).
Gruß Tobi
Ja, stimmt natürlich. Das war ein kleiner Ausdrucksfehler von mir ;)
Ich war schon wieder einen Gedanken weiter, denn die Summe der Energie danach ist die gleiche Summe wie vorher...
xasa schrieb:
mein buch hat nicht ganz passende aufgaben dazu, sondern nur aufgaben in der auch andere sachen vorkommen, die ich wiederum nicht verstehe.
Hm, das ist natürlich bitter^^
Gibts Aufgaben, von denen du weißt, dass sie drankommen und die du nicht verstehst?
Dann evtl. mal posten^^
Aber noch so ein typisches Beispiel:
Ein Auto zum Aufziehen (v = konst.) auf einer Rennstrecke fährt einen halben Looping.
Das Auto bleibt ganz oben stehen (und fällt dann natürlich runter^^).
Nach Energieerhaltungssatz: Evor = Enach;
Dazu dann ne Aufgabe:
Geg:Höhe des Loopins = 2m;
Reibung wird vernachlässigt.
Ges: Notwendige Geschwindigkeit, um die Höhe des Loopings zu erreichen.
Energieerhaltungssatz: Evor = Enach;
Epot = Ekin
1/2m *v² = m*g*h | :m
1/2v² = g.h
v = Wurzel von 2*g*h
Einsetzen:
g = 9,8 m/s²
h = 2;
v = wurzel von 2 * 9,8m/s² * 2
v = 6,26 m/s
Das Auto muss also mindestens 6,26 m/s schnell unterwegs sein. Wenn es schneller als 6,26 m/s fährt, dann sieht der Energieerhaltungssatz so aus:
Epot + Ekin(ende) = Ekin(anfang)
[Zusatz: Wenn man sagt, dass eine Reibung vorhanden ist. Was ja in der Realität der Fall ist, geht die Energie dennoch nicht verloren! Es entsteht durch die Reibung Innere Energie auf der Rennstrecke]
Beitrag geaendert: 14.3.2007 16:21:14 von sesch -
Wenn du ein heißes Hufeisen in Wasser tauchst, um es abzukühlen, dann wird die innere Energie des Hufeisens vollständig auf das Wasser übertragen.
Ich glaube wir sollten hier beim Energieerhaltungssatz der Mechanik bleiben, das ist das was xasa in der Schule gemacht hat. Denn wenn wir jetzt mit Thermodynamik anfangen... ich kann dir auch Reaktionen nennen, die der Umwelt Wärme entziehen oder mit dem Maxwellschen Dämon anfangen
Wichtig ist eben, dass der Energiesatz ermöglicht, aus Zustand A den Endzustand B eines Körpers zu berechnen, ohne sich darum kümmern zu müssen, was dazwischen abgelaufen ist.
Aufgaben wie "welche Geschwindigkeit hat ein Ball, der vom Tisch fällt" lassen sich auch ganz herkömmlich rechnen mit v =g*t und s = 0.5 g t² => v = Wurzel(2s/g)*g = Wurzel(2sg).
Auch die Looping-Aufgabe liesse sich so (mit Zentripetalbeschleunigung und so) ausrechnen.
Aber wenn du z. B. einen x-beliebigen Bergabhang hast, kannst du die Geschwindigkeit eines Balls am Ende des Abhangs ausrechnen (Reibung wie immer vernachlässigt), wenn du nur weisst wie hoch er ist. Das wäre ohne Energiesatz nicht möglich.
Also egal wie die Zwangskräfte aussehen die auf den Ball einwirken, Energie am Anfang = Energie am Ende.
Beitrag geaendert: 14.3.2007 20:24:45 von cga -
mein buch hat nicht ganz passende aufgaben dazu,
du armes Kind, wir bekommen jede Woche unsere A4 Seite ^^
Die klassische Aufgabenstellung neben dem Berg ist:
-ein Pendel mit der Länge X wird um Y m ausgelenkt, wobei der Körper am Ende die Masse Z hat. wie ist die maximale Geschwindigkeit des Schwingkörpers wenn von einem Massepunkt ausgegangen und das Gewicht des Seils vernachlässigt wird.
das wollte ich nur mal ergänzen, falls es noch nicht genannt wurde.
Sorry ttobsen, aber du weißt ja das man das in der 11 physik LK eingetrichtert bekommt bis es zu den Ohren wieder herauskommt, von daher hab ich deinen post gekonnt (und die der anderen auch) ignoriert. Hach, endlich Elektrizitätsleere...*lehre
Beitrag geaendert: 14.3.2007 21:27:11 von milchreis -
Bruno zieht Monika auf dem Schlitten (Gesamtmasse 55kg) einen 50m langen Schlittelweg mit 7.5m Höhendifferenz hinauf. Die Gleitreibungszahl beträgt 0.20.
a) Wie viel Arbeit verrichtet er dabei?
Kann mir jemand das detailliert erklären? ich komme nicht weiter.
Beitrag geaendert: 18.3.2007 20:58:41 von xasa -
Bruno zieht Monika uaf dem Schlitten (Gesamtmasse 55kg) einen 50m langen Schlittelweg mit 7.5m Höhendifferenz hinauf. Die Gleitreibungszahl beträgt 0.20.
a) Wie viel Arbeit verrichtet er dabei?
Kann mir jemand das detailliert erklären? ich komme nicht weiter.
Arbeit gegen die Schwerkraft: g*m*h = 550 N * 7,5 m = 27,5 kJ
Arbeit gegen die Reibung: 550 N * 0.20 * 50 m * cos (alpha)= 5,5 kJ
Arbeit gesamt : 33 kJ
(hab mit cos(alpha)=1 gerechnet)
Es kommt aber auf den Weg an, wie stark die Reibungskraft ist. Ist er wie eine schiefe Ebene oder anders? Es macht einen Unterschied ob ich den Schlitten erst einen Hang raufziehe, der zuerst steil ist und dann flach, als wenn der Hang gleichmässige Steigung hat.
Wieder mal so eine richtig dumme Lehreraufgabe.
EDIT: Was für ne Klasse bist du?
Beitrag geaendert: 17.3.2007 19:07:44 von cga -
Das setzte dann oben ein und du erhälst: W = µ * m * g * sin a * s. Nunn ist anch der Gesamten Arbeit gefragt und das ist einfach die Summe der beiden einzelnen verrichteten Arbeiten:
W = m * g * h + m * g * sin a * s = m * g * (h + µ * sin a * s)
Nun nurnoch einsetzen und ausrechnen.
Wenn du mit solcehn Überlegungen an die Sache rangehst, dann kannste fast nichts falsch machen!
Gruß Tobi
kleiner Tippfehler:
W = m * g * h + m * g * µ * cos a * s = m * g * (h + µ * cos a * s)
Edit:
Oh, dass es der cos ist anstatt dem sin, ist mir jetzt auch erst gerade aufgefallen^^
Beitrag geaendert: 17.3.2007 19:21:52 von sesch -
nochmal zwei aufgabe:
1. Ein Tram fährt in 3 min. die 950m lange Strecke von Punkt A nach Punkt B.
Welche mittlere Leistung gibt der Motor ab?? Verwenden Sie die folgenden Daten: Masse des besetzten Trams 14t; mittlere Steigung 6.0%; Reibungszahl 0.010.
2.Ein Schnellzug benötigt für die 29.1km lange Strecke nur 25 min. Der totale Fahrwiderstand beträgt 0.70 % des Zuggewichts, die Masse des Zuges ist 355t.
a) Wie viel mechanische Arbeit verrichtet der Zug auf dieser Fahrt?
b) Wie gross ist die mittlere mechanische Leistung der Motoren?
c) Wie hoch sind die Kosten für die benötigte elektrische Energie, wenn 1 kWh zu 15 Rappen (Es wird mit Schweizer Franken gerechnet: 1Franken = 100 Rappen) verrechnet wird?? nehmen Sie einen Wirkungsgrad von 100% an.
Danke für eure Hilfe bis jetzt (vor allem an ttobsen).
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danke für die tollen tipps tobi.
du hast recht. Ich sollte nicht immer ganze aufgaben geben, sondern nur das was ich nicht verstehe.
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(einfach ein rechtwinkeliges Dreieck, dann Höhe und die Strecke s)
1. Stand das in der Aufgabenstellung? Nein => Aufgabenstellung unvollständig.
2. Mal genau ausgerechnet.cos(alpha) ~= 0.989. Deswegen habe ich es als gerechtfertigt angesehen, das gleich 1 zu setzten.
Das muss cos und nicht sin sein!!!
bei 0° wäre das Null Reibung?? der sinus ist punktsymmetrisch. Wenn man sich das merkt braucht man auch keine Formelsammlung.
Beitrag geaendert: 17.3.2007 21:19:06 von cga -
Sorry, man kann sicher aber auch extrem dumm anstellen. Das steht zwar nciht drin, aber ist ja sowas von klar, das das so gemeint sein soll.
Fragen sind nie dumm.
Ich finde das schon wichtig, den Unterschied zwischen konservativen und nichtkonservativen Kräften deutlich zu machen gerade wenn es um den Energiesatz geht.
Der ist eigentlich schön gleichmäßig, damit man auch eine schöne Schlittenfahrt hat :)
Die schönsten sind welche die wie ne Brachystochrone aussehen dann gehts am schnellsten, und die sind nicht gleichmäßig.
Hast dus jetzt vom Cosinus oder vom Sinus???
sinus natürlich. -
danke für eure hilfe leute...meine arbeit ist vorüber und ich habe nicht schlecht abgeschnitten.
also vielen dank nochmal -
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