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Forum "Physik" - Energieerhaltungsatz
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Energieerhaltungsatz: Aufgabe Skifahrer
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:56 Mi 01.02.2012
Autor: testmich2011

Aufgabe
Ein Skifahrer durchfährt von A ( vA= 0 ) über B und C nach D eine Mulde.
Geschwindigkeitsverlust in BC ist nicht zu beachten.
Die Reibung der Gesamstrecke beträgt konstant: Reibungszahl fgl = 0,15

[Externes Bild http://img6.imagebanana.com/img/yuep23un/SAM_0976.JPG]

Gesucht
a) ist vc im Punkt C. BC ist horizontal.
b) Strecke CD bis zum Stillstand im Punkt D
c) die durchschnittliche Reibungskraft auf der gesamten Strecke von A nach D. Bei m = 80kg

vA habe ich bereits errechnet über: ( war im ersten Aufgabenteil gefragt)

Epot=m*g*h
[mm] Ekin=1/2*m*v^2 [/mm]
Fu= FG*cos(alpha)
sAB=h/sin(alpha)

Epot=Ekin+fgl*m*g*cos(alpha)*h/sin(alpha)

Ergebnis: 13,3 m/s

in a) ist nach der Geschwindigkeit vc gefragt. Irgentwie fehlt mir hier der richtige Ansatz.

Ich habe es schon so versucht:

Ekin1 + WB = Ekin2 + WC

WB= fgl*m*g*cos(alpha)*h/sin(alpha)
Ekin1 mit v=13,3 m/s; masse fällt weg

WB=fgl*m*g*40m
Ekin2 mit vc=?

Komme allerdings nicht auf das richtige Ergebnis von 7,54m/s.

zu b) ich nehme an wenn vc errechnet ist geht es über:
Ekin+W=Epot
Ekin= [mm] 1/2*m*v^2; [/mm] mit v=vc
W=fgl*m*g*cos(alpha)*sCD
Epot=m*g*h

Das Ergebnis sollte CD = 5,88m sein.

zu c) hab ich mir überlegt vllt. EpotA=EpotB+FReib*s, dazu bräuchte man aber noch die Höhe von A?

Es wäre wirklich super nett wenn mir jemand helfen könnte ich bin schon ziemlich verzweifelt :-(.

Vielen Dank vielen Dank.

MFG

Testmich

Ich habe diese Frage auch in folgenden Foren auf anderen Internetseiten gestellt:
[http://forum.physik-lab.de/sutra23539.html#23539]
        
Bezug
Energieerhaltungsatz: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:43 Mi 01.02.2012
Autor: chrisno


> Epot=m*g*h
>  [mm]Ekin=1/2*m*v^2[/mm]
>  Fu= FG*cos(alpha)
>  sAB=h/sin(alpha)
>  
> Epot=Ekin+fgl*m*g*cos(alpha)*h/sin(alpha)
>  
> Ergebnis: 13,3 m/s

13,2 m/s
>  

[ok], falls es sich um vB handelt. Denn vA = 0 steht in der Aufgabe
> in a) ist nach der Geschwindigkeit vc gefragt. Irgentwie
> fehlt mir hier der richtige Ansatz.

Wenn da wirklich steht, dass die Reibung nicht berücksichtigt werden soll, dann ist es die Gleiche wie vB.
>  
> Ich habe es schon so versucht:
>  
> Ekin1 + WB = Ekin2 + WC
>  
> WB= fgl*m*g*cos(alpha)*h/sin(alpha)
>  Ekin1 mit v=13,3 m/s; masse fällt weg
>  
> WB=fgl*m*g*40m
>  Ekin2 mit vc=?

Falls die Reibung doch mitspielt:
Ekin bei B ausrechnen. Dann die Reibungsarbeit fgl*m*g*s davon abziehen. Das ist dann Ekin bei C. daraus wieder die Geschwindigkeit berechnen.
>
> Komme allerdings nicht auf das richtige Ergebnis von
> 7,54m/s.
>  
> zu b) ich nehme an wenn vc errechnet ist geht es über:
>  Ekin+W=Epot

es wird doch Ekin in Reibungsarbeit und potentielle Energie umgewandelt.
also Ekin = W+Epot
>  Ekin= [mm]1/2*m*v^2;[/mm] mit v=vc

[ok]
>  W=fgl*m*g*cos(alpha)*sCD

hier kannst Du sCD wie bei der Rechnung für die Strecke AB durch h und den Winkel ausdrücken.
>  Epot=m*g*h

Dann kannst Du die Gleichung nach h auflösen.
>  
> Das Ergebnis sollte CD = 5,88m sein.
>  
> zu c) hab ich mir überlegt vllt. EpotA=EpotB+FReib*s, dazu
> bräuchte man aber noch die Höhe von A?

Mittelwert: Kraft mal Wegstrecke alle drei addieren und durch die Gesamtlänge teilen.
Bezug
                
Bezug
Energieerhaltungsatz: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 16:01 Do 02.02.2012
Autor: testmich2011

Vielen vielen Dank für die kompetente Hilfestellung.
Habe nun alle Aufgaben korrekt lösen können.

Es hatte sich tatsächlich um vB gehandelt.

Achja und du hattest recht ich habe die Aufgabenstellung bzgl. "Geschwindigkeitsverlust in BC ist nicht zu beachten" etwas ungünstig formliert.

Es war lediglich der Geschindigkeitsverlust in den Knickstellen von Punkt B und vom Punkt C gemeint.

"es wird doch Ekin in Reibungsarbeit und potentielle Energie umgewandelt.
also Ekin = W+Epot "

Ist echt logisch, deswegen hatte ich immer das falsche Ergebnis, andersrum würde es nur Sinn machen wenn es Berg ab geht.

Vielen Dank nochmals ;-)
Bezug
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