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Atwoodsche Fallmaschine » Physik Grundlagen
Die potentielle Energie von Körper 2 beziehen wir auf den Boden, die von Körper 1 auf seine Anfangshöhe. 1
2
Körper 1
\(h\)
\(0\)
\(2{, }0\, \rm{m}\)
\(E_{\rm{pot}}\)
\(240\, \rm{J}\)
\(v\)
\(E_{\rm{kin}}\)
\(\frac{1}{2} \cdot {12\, \rm{kg}} \cdot v^2\)
Körper 2
\(960\, \rm{J}\)
\(\frac{1}{2} \cdot {48\, \rm{kg}} \cdot v^2\)
gesamt
\(E_{\rm{ges}}\)
\(240\, \rm{J}+\frac{1}{2} \cdot {12\, \rm{kg}} \cdot v^2+\frac{1}{2} \cdot {48\, \rm{kg}} \cdot v^2\)
Der Energieerhaltungssatz sagt nun, dass die Gesamtenergie in Situation 1 genau so groß ist wie die Gesamtenergie in Situation 2. Atwoodsche Fallmaschine » Physik Grundlagen. Damit ergibt sich\[\begin{eqnarray}960\, {\rm{J}} &=& 240\, \rm{J} + \frac{1}{2} \cdot 12\, {\rm{kg}} \cdot {v^2} + \frac{1}{2} \cdot 48\, {\rm{kg}} \cdot {v^2}\\720\, {\rm{J}} &=& 30\, {\rm{kg}} \cdot {v^2}\\v &=& 4{, }9\, \frac{{\rm{m}}}{{\rm{s}}}\end{eqnarray}\]
b) Wir stellen die Energieverhältnisse in den Situationen 1 und 2 wieder in einer Energietabelle dar, nutzen aber nur Variablen. Die potentielle Energie von Körper 2 beziehen wir auf den Boden, die von Körper 1 auf seine Unterlage.
Welche Beschleunigungen wirken jetzt auf die Massen m1 und m2? Wie groß sind Z und Z2 jetzt? Diskutieren sie die möglichen Beschleunigungsfälle der Masse m1? Habe alle außer das Z in b)! Z2 habe ich mithilfe der Newtonschen Axiomen hergeleitet. franz Verfasst am: 09. März 2011 01:10 Titel:
gelöscht
Zuletzt bearbeitet von franz am 09. März 2011 11:55, insgesamt 2-mal bearbeitet
Systemdynamiker Anmeldungsdatum: 22. 10. 2008 Beiträge: 593 Wohnort: Flurlingen
Systemdynamiker Verfasst am: 09. März 2011 07:54 Titel: Freischneiden
In der technischen Mechanik gibt es ein Standard-Verfahren, um solche Probleme zu lösen:
1. alle drei Körper freischneiden (einzeln zeichnen, Kräfte eintragen)
2. jedem Körper ein Koordinatensytem zuordnen, Kräfte zerlegen
3. für jeden Körper die Grundgesetze aufstellen (Impuls- und Drehimpulsbilanz)
4. Weitere Zusammenhänge wie kinematische Verknüpfung formulieren
5. Gleichungssystem lösen
Dieses Verfahren mag für einen einführenden Physikkurs etwas aufwändig sein.