Energieerhaltungssatz KL.10 ! Schnelle Hilfe

[my.m1nd]

Hallo,
schreiben am Mi. 5 November eine NWA Arbeit (Kl.10), brauche unbedingt Hilfe für meine gesamte Klasse, wir haben bislang keine dieser Rechnungen allein gerechnet. Deshalb bitte ich um möglichst schnelle Hilfe, bis spätestens Di. 04.November, also morgen! Auch bitte ich, möglichst einfach zu erklären wie und warum (?) ihr die jeweilige Formel anwendet! Schonmal vielen Dank !

Aufgabe:
Aufgaben zum Energieerhaltungssatz:
1)Eine Feder wird durch ein Gewicht der Masse 500g um 4,0cm gedehnt.
a) Wie groß ist die Federhärte dieser Feder?

Die Feder wird nun um 5,0cm zusammengepresst, um eine Kugel der Masse 20g senkrecht in die Höhe zu schießen.

b) Wie viel Spannenergie steckt nach dem Zusammenpressen in der Feder?
Wie hoch fliegt die Kugel der Masse 20g?

c) Wie hoch fliegt die Kugel, wenn man die Feder nur 2,5cm zusammenpresst?

2) Ein Ball wird aus einer Ausgangshöhe von 1,6m über dem Boden nach oben geworfen und erreicht eine maximale Höhe von 8,8 Metern.

a) Beschreibe die Energieumwandlungen!
b) Mit welcher Geschwindigkeit wurde der Ball abgeworfen?
c) Welche Geschwindigkeit hat der Ball in einer Höhe von 5,0m über dem Boden?

3) Peter (50kg) fährt mit Rollschuhen die abgebildete Berg- und Talbahn (Anhang). Er nimmt Anlauf und startet oben mit 5,0m/s. Dann lässt er sich ohne weitere Anstrengung einfach die Bahn hinabrollen.

a) Welche Geschwindigkeit erreicht Peter ganz unten und am Ende der Bahn, wenn man jegliche Reibung vernachlässigt?

b) Wie groß ist Peters Endgeschwindigkeit, wenn er auf Grund von Reibungseffekten 20% seiner Anfangsenergie "verliert"?

4) Ein Artist (mit der Masse 72 kg) springt aus einer Höhe von 2,50m auf ein Schleuderbrett.

a) Wie hoch wird sein Partner (mit 56 kg) höchstens geschleudert?
b) Für den Bau einer Menschenpyramide muss der Partner 4,0m hoch geschleudert werden. Mache Vorschläge, wie man das erreichen kann!

Formeln:
Höhenenergie (potentielle Energie): WL=m*g*h
Bewegungsenergie (kinetische Energie): WB= 1/2*m*v²
Spannenergie: WSP= 1/2 *D*s² D=F/s

Wirkungsgrad: n=nutzbare Energie/zugeführte Energie
Zentrifugalkraft: FZ=(m*v²)/r
Geschwindigkeit: v=s/t
Beschleunigung: a=(v2-v1)/(t2-t1)
s=1/2 a*t²

 

[dm.magezt]

Google ist dein Freund, Bücher auch.
Ehrlich gesagt glaube ich deiner Story kein Wort

 

[Nitschi66]

4) Ein Artist (mit der Masse 72 kg) springt aus einer Höhe von 2,50m auf ein Schleuderbrett.

a) Wie hoch wird sein Partner (mit 56 kg) höchstens geschleudert?
b) Für den Bau einer Menschenpyramide muss der Partner 4,0m hoch geschleudert werden. Mache Vorschläge, wie man das erreichen kann!

Easy Peasy :
Energie des 72Kg Artists :
W = m*g*h
w = 72 *9,81*2,5
Taschen rechner kannste noch selben verwenden.
SO : Da durch das schleuder brett die energie VOLLSTÄNDIG umgewandelt wird setzt man die energien gleich.
WL (72KG artist) = WL (56KG Artist)
72*9,81*2,5=56*9,81*h | nach "h" umstellen
Kannste auch selber...zack haste die höhe

bin ich nett oder bin ich nett?

 

[hornile]

Mit den Formeln ist Dir eigentlich schon ganz ordentlich geholfen. Für den Rest (Federhärte und so) gibts ja Wikipedia.

Klingt für mich aber eher nach Strafarbeit. Wenn ihr wirklich am Mittwoch eine Arbeit darüber schreibt und es bisher keiner von euch fertig bringt diese Aufgaben zu lösen, dann braucht ihr es nicht versuchen innerhalb von einem Tag zu verstehen.

Und ich glaub kaum, dass hier jemand die Aufgaben vorrechnet und erklärt, weil so schwer bzw. unlösbar sind sie nicht.

Warum habt ihr als Klasse eigentlich so lange damit gewartet ? Ist die Arbeit erst heute angesetzt worden ?

 

[my.m1nd]

(???) Wie soll mir Google helfen, wenn ich keine Anreize habe? Bücher benutzen wir in der 10Klasse keine (BW), bzw. sind keine vorhanden.
Und was glaubst du mir nicht??

Zumindest Lösungsanreize, bzw. Vorschläge wären toll, und schlussendlich zum Vergleich die Lösungen

 

[Xeba]

WAS !!!!!!
keine bücher, lol.
jetzt wirds so richtig unglaubwürdig,sorry,eine schule,klasse ohne bücher.
ich glaubs nicht.sry nochmal

 

[my.m1nd]

Nein, Arbeit ist schon eher bekannt, jedoch waren Ferien und wir haben die Lösungen zum Vergleichen im Klassenzimmer ausgehängt, wir wollten die Kopieren und Klassenmate hat die mit nach Hause mitgenommen und verschlampt...
Da unser Lehrer immer nur selber vorrechnet, und wir keine dieser Aufgaben bis jetzt allein gerechnet haben, bzw. einige Aufgaben noch nie gemacht haben, wissen wir auch nicht wie wir sie rechnen sollen,

Edit: Danke schonmal an Nitschi66, und JA wir besitzen keine Bücher, lediglich eine Broschüre zum Thema Energie, dieses Jahr ist sehr stark projektorientiert aufgebaut

 

[~eXodus~]

also hat jetzt nix mim thema zu tun. abe rich bin jetzt in dem neuen G8 sys drinen un wir haben auch nur in 2-3 fächern en buch. der rest is wirklich mit viel folien, kopien etc gemacht

 

[R3dj4c]

(???) Wie soll mir Google helfen, wenn ich keine Anreize habe? Bücher benutzen wir in der 10Klasse keine (BW), bzw. sind keine vorhanden.
Und was glaubst du mir nicht??

wie bitte? du hast keine anreize? meintest du vielleicht ansätze? oder hast du keinen anreiz die aufgaben alleine zu lösen?

meiner meinung nach müsste man mit hilfe von google relativ schnell zu ergebnissen kommen da die aufgaben echt nich allzu schwer sind.
nächstes sollte sich deine klasse vielleicht ein bisschen früher gedanken über die anstehenden arbeiten machen.

MfG

 

[0815burner]

wir haben bislang keine dieser Rechnungen allein gerechnet.

Wenn du mich bei meinem Chef beurlaubst, kann ich auch während der Arbeit Händchen halten. Tss

Im Ernst, ihr habt euch fahrlässigst in die S... gefahren. Ferien sind kein Urlaub sondern Zeit zu lernen+ Erholung. Lösungswege kann man von einer Tafel abschreiben, Bücher auch Privat kaufen (die kann Papa sogar steuerlich absetzen). Ansonsten ist es eine Plage, wie und welche Schulbücher angeschafft werden. Ich habe das bis zum Abitur und in der Ausbildung immer wieder erleben dürfen.

Ansonsten Wikipedia und selber hinsetzen bis du es verstehst. Sonst bringt es nix!
Wieso brauchst du die Lösungen dieser Aufgaben? habt ihr eurem lehrer die Unterlagen geklaut? Ich bin auch so am zweifeln

 

[FHmovi]

Allso des ist doch stoff der 9. Klasse Realschule. So viel ich weiß ist NWA nur in der Realschule und nicht im G8 sys da heist des eher NWT. Bin selbst in der 10 und hab die aufgabe geblickt aber wie die vor mir schon gesagt haben ist da nemmer viel zu sagen. Nitschi66 hat scho alles gesagt und du hast auch alle formeln gegeben die du brauchst. Wenn nemmer weiter weist dann gibt es Google.de die auch dir im notfall des lösungsheft anzeigt )
Allso selbst hin hoken mit dem was du jetzt weist und überlergen.

Lg FHmovi

 

[mckrise]

… weils fix geht und aus lange Weile ein paar Ansätze (ausserdem braucht man ja hier 50 posts um in den marktplatz zu schauen...also warum nicht sinnvoll mit viel text) , aber versuch am besten mal alleine die leichten Aufgaben zu lösen!
Wenn du das ne Stunde lang versucht hast, kannste die hilfen hier lesen… und dann deine ergebnisse posten, dann sagen wir dir obs richtig ist… viel Spass!

1a)
Federhärte ist das D in Deiner Formel:
Die Masse 500 g übt auf der Erde eine Kraft von m*g aus, einsetzen und zack haste D
(wichtig, am besten vorher alles auf kg und m bringen)

Durch das zusammenpressen wird in der Feder Energie gespeichert, die kannste berechnen (durch einsetzen), diese Energie wird voll an die Kugel 20 g abgegeben, d.h. sie wird senkrecht nach oben geschossen
 gleichsetzen von m*g*s = 0,5*D*s² (Achtung, links das s ist gesucht, rechts das s sind die 5 bzw. 2,5 cm)

2)
a) kann ich keine Tipps geben
b)
Bilde erstmal ein delta s , also die Streckendifferenz, also die Höhe die der Ball überhaupt hochgeworfen wird.
Nun wird’s kompliziert. Sobald du den Ball losgelassen hast, hat er eine Geschwindigkeit v und wird ab da durch die Erdanziehung abgebremst.
Dabei verliert der Ball Bewegungsenergie, denn er gewinnt ja Lageenergie (shit, nun hab ich doch a) gemacht, kannst es aber dennoch wiederholen )
Nun brauchste nur noch m*g*s = 0,5*m*v² nach v umformen und hast die Geschwindigkeit die der Ball gehabt haben muss, das schöne ist  die Masse kürzt sich raus, jeder Ball fliegt gleich hoch, wenn er gleichschnell losgeworfen wurde.

c) hier gibt’s 2 Möglichkeiten das zu lösen, über die Energie ist komplizierter, glaube ich …
da du deine Ausgangsgeschwindigkeit bei b) gefunden hast, kannst Du davon ausgehen, dass der Ball in der Höhe von 5 Metern die geschwindigkeit
v(1,6m)-g*t hat, wobei g bekannt ist und t noch unbekannt ist, wir wissen aber, dass s=0,5*g*t² ist, nach t umstellen, damit wir wissen wie lange der Ball in der Luft war
das t in die erste gleichung einsetzen und du weißt wie schnell der Ball auf 5 m Höhe ist
Cool ist es an dieser Stelle immer zu schreiben, dass der Ball zweimal auf 5 m Höhe ist, einmal beim nach oben fliegen, einmal beim fallen er ist beide Male gleich schnell!!!
(aber das t ist anders und beim fallen kannste das nicht wie oben beschrieben berechnen)

3)
a) naja… er bringt ein v(0) mit und dazu kommt noch die Geschwindigkeit durchs runterrollen… die ist g*h1… auf der anderen Seite rollt er wieder h2 hoch,also hat er am Ende eine Geschwindigkeit von v(0)+g*(h1-h2)

b) Aufpassen…Anfangsenergie ist eine Mischung aus kinetischer Energie und Lageenergie,
Also kinetische Energie + Lageenergie, das mal 0,8 rechnen, dann weisste was er noch an Restenergie hat, davon ziehste die Lagenergie ab, die er beim hochfahren auf h2 noch hat. Diese Restenergie die nun noch bleibt setzt du in die formel für kinetische Energie ein und schon haste deine Endgeschwindigkeit.

4)
a)
Naja, der Dicke Artist bringt Bewegunsenergie mit, nämlich m*g*h … diese Energie kann er seinem schlanken Freund mit auf den Weg geben… maximal = n=1…also gleichsetzen
Also m1*g*h1 = m2*g*h2 , nach h2 umstellen , fertig

b) da hab ich schon ein ganz paar vorschläge, möchte aber erstmal deine hören

Das waren jetzt knapp10 minuten meiner Zeit, was bedeutet BW ??? … wenn ich mich an meine Schulzeit zurück erinnere…dann kommen mir die aufgaben schon recht leicht vor, weil eben nirgends eine Fall eingebaut ist …
Wenn Du Dir nun die Mühe machst und die Aufgaben mit den Lösungshilfen rechnest,dann kann ich dir auch sagen ob die Ergebnisse richtig sind

 

[my.m1nd]

Ok,
1. Wir haben noch keine dieser Aufgaben ALLEIN gerechnet. Lehrer hat andere Aufgaben an der Tafel gerechnet, was bringt mir eine Rechnung mit total anderem Thema?

2. Ferien sind zum Lernen da.... Ich habe in diesen Ferien (5Tage) eine EUROKOM erstellt, mein NWA Referat erstellt (42 Seiten) , Franz. Arbeit gelernt, D. Aufsatz gelernt, NWA Arbeit VERSUCHT zu lernen...

3. Lösungen wurden am letzten Schultag ausgehängt, jedoch hat ein Klassenkamerade sich diese mitgenommen um sie für die anderen zu scannen und danach den anderen per E-Mail zu schicken, aber er hat sie verschlampt..

....

@ topic: 1a) F=mg
F=0,5kg * 9,81 m/s²
F=4,905N
D=F/s
D=4,906N/0,04m
D= 122,625 J ???
Stimmt das?

edit. Vielen Dank für die letzten beiden Antworten!

 

[scorp2710]

also beim nächsten mal bitte früher als einen tag davor ich als physikfan hab mich mal an die feder gemacht in aufg 1 und 2.

1 a)

Gefragt ist die Federhärte(konstante). Also

Formel: D=F/s (Kraft/Weg)
F=m*g
D=(m*g)/s=4,905(kg*m/s^2)/0,04m=122,625(N/m)

1b)

Jetzt gehts um die Energie der Feder:

Wsp=0,5*D*s

D=122,625(N/m) (s.o.)
s=0,05m

Wsp=0,5*122,625(N/m)*(0,05(m))^2=0,153(N*m)=0,153(J)

Nun die Höhe, die eine Kugel (20g) erreichen kann. Wir brauchen also die Potentielle (lage-)energie der Kugel, wenn sie oben ist.

Wpot=m*g*h

Wpot=Wsp ,weil die Energie der feder in die Lageenergie der kugel am ende umgewandelt wird (zwischendurch noch in kinetische (Bewegungs-)energie, das ist aber für die rechnung zu vernachlässigen.

wir suchen die Höhe h:

h=Wpot/(m*g) ; g=9,81 m/(s^2)

h=Wsp/(m*g)=0,153(N*m)/(0,02(kg)*9,81 m/(s^2))=0,78(N*s^2/kg)=0,78m

1c) Die c) geht genauso wie die b) nur mit anderem s bei der Feder Wsp.

Die Lösung ist: h=0,195m (ein viertel des vorherigen ergebnisses, was an dem Quadrat im 0,5D*s^2 liegt )

Ich hoffe ich konnte helfen, und viel glück

 

[scorp2710]

Das stimmt fast, nur dass D keine Joule sind!!! sonder N/m und nicht N*m [J]=N*m

 

[my.m1nd]

Ahh... ein bis zwei Lichter gehen schonmal auf, mal gucken ob ich heut noch die Lampe zum glühen bringe.
Problem ist eben herauszufinden welche Formel ich anwenden muss und wie ich die miteinander kombinieren muss.. z.B. F=m*g hab ich erst heute erfahren, steht nicht bei uns in den Formeln

 

[scorp2710]

also ich hab für sowas ne formelsammlung, aber ich bin auch 13.

das mit den formeln ist eig garnicht so schwierig, wenn man erstmal verstanden hat, wie sie funktionieren, und was in der aufgabe gefragt ist

 

[mckrise]

naja... allgemein gesagt auch: F = m*a , als Kraft = Masse*Beschleunigung... wie mein Lehrer immer sagte: Die allerwichtigste Formel
Einfach die Einheiten Betrachten
F = N = Newton = kg*m/s², also Kilogramm * Meter / Sekunde²
m= kg = kilogramm
a = m/s² also meter / sekunde² ...
==> passt ...
das wichtigste bei Phyisk bzw. diesem Energiekrams ist halt, dass man sich das vorstellen kann was dort passiert, dann kriegt man auch fix die richtigen formeln

 

[scorp2710]

jo mckrise

was zB viele nicht so ganz hinbekommen ist die potentielle energie. du brauchst immer einen bezugsounkt zudem du rechnest. sonst stimmen die energieen nicht. am einfachsten ist immer der boden des experiments, zB da, wo der ball den tiefsten punkt erreicht, dann hast du auch keine negative Wpot

 

[ToXiD]

Forumbase ist kein Hausaufgabenboard.