Frage:
physik/ potenzielle und kinetische Energie?
clever123
2011-02-27 10:11:25 UTC
Ein Stein (3kg) wird aus 100 Metern Höhe fallen gelassen.
Berechnen Sie die potenzielle und kinetische Energie nach 2 Sekunden freien Falls.
Also gegeben ist: m=3000g, h=100m und g=10 m/s²
Die Formel für potenzielle und kinetische Energie : Epot = m x g x h | Ekin = 0,5 m x v ²
Aber wie mach ich das mit den 2 Sekunden freien Falls ?
Drei antworten:
KN
2011-02-28 01:15:33 UTC
Vorm Loslassen hat der Stein die potentielle Energie Eges



Eges = m g h = 3 kg *10 m/s² *100m = 3000 Nm



Ich habe hier Eges geschrieben weil das die Gesamtenergie des Steines ist. Während dem Fall wird immer mehr von dieser potentiellen Energie in kinetische Energie umgewandelt, aber die Gesamtentergie bleibt gleich, also



Eges = Ekin + Epot



In zwei Sekunden freiem Fall, legt des Stein die Strecke s



s = 1/2 g t² = 1/2*10m/s *(2 s)² = 20 m



zurück. Er wandelt dabei



Ekin=m g s = 3 kg * 10 m/s² *20 m = 600 Nm



potentielle Energie in kinetische Energie um. Die verbleibende potentielle Energie ist



Epot =Eges - Ekin = 3000 Nm -600 Nm = 2400 Nm



Zur Probe



Epot = m g h = 3 kg *10 m/s² *(100-20) m = 3 kg *10 m/s² *(80) m =2400 Nm



und nach 2 s hat der Stein die Geschwindigkeit



v = g t = 10 m/s² * 2 s = 20 m/s²



und die kinetische Energie



Ekin= 1/2 m v² = 1/2 * 3 kg *(20 m/s)² = 600 Nm



Past also alles zusammen
Zac Z
2011-02-27 19:08:59 UTC
Die 2 Sekunden sind deshalb wichtig, weil sie -in Verbindung mit der Beschleunigung- angeben,

a) wie schnell der Stein geworden ist, und

b) wie tief er gefallen ist



Die Geschwindigkeit brauchst du für die kinetische Energie, die Fallhöhe für die potentielle, weil der Stein sich dann ja nicht mehr in derselben Höhe befindet.



Reicht das als Anregung?

Ich möchte dir nicht alles vorkauen, damit du auch einen Lerneffekt hast, aber wenn du noch Fragen hast, dann frag ruhig.





Gruß,

Zac



PS: Ich würde die Masse nicht in Gramm umwandeln. Das macht die Zahlen nur größer und ist eigentlich unnötig, insbesondere, da kg eine SI-Einheit ist und du -wenn du mit kg, m und s rechnest- das Ergebnis dann ebenfalls eine SI-Einheit (J) ist.

Man muss es sich ja nicht unnötig schwer machen! ;-)
arepo76
2011-02-28 04:49:40 UTC
s= 1/2 a t²



s = 0,5 * 9,81 m/s² *4s² = 19,82m



H2= 100m-19,82m= 80,18m Damit kannst du Epot ausrechnen.



v = sqrt (2as)

v= sqrt(2*9,81m/s² *19,82m) = 19,72m/s Damit kannst du nun Ekin ausrechnen


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Dieser Inhalt wurde ursprünglich auf Y! Answers veröffentlicht, einer Q&A-Website, die 2021 eingestellt wurde.
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