Kinematik / Dynamik

  • Hallo,


    kann mir vielleicht jemand bei diesen Aufgaben helfen? Bei der ersten komme ich überhaupt nicht weiter, ich schreibe meine Ansätze mal mit auf, auch wenn sie sehr wenige sind. Die zweite habe ich soweit fertig, bin mir aber gar nicht sicher, ob das alles so richtig ist. Dann noch eine dritte, hierzu brauche ich vielleicht erst mal nur ein paar kleine Tipps. Ich habe eine Zeichnung dabei gemacht, so ist die Aufgabe vielleicht besser zu verstehen.


    1) Der Niagarafall ist 55cm hoch, die stürzenden Wassermassen haben ein Leistungsvermögen von 4,5Mio kW. Was können Sie daraus über die Masse und das Volumen des Wassers sagen, das pro Sekunde hinabstürzt?


    P = W/t = (F * s)/t = (m * a * s)/t = (m * (v/t) * s)/t = (m * (km/h)/t) * s)/t =
    P = (kraft * weg)/zeit = F * v


    t = W/P = (m g h)/P


    F = m * a kraft = masse * beschleunigung


    arbeit = kraft * weg w = F * s


    W = (m * v2)/2


    a = v / t


    2) Eine Druckfeder wird durch die Kraft von 4N um 2cm zusammengedrückt.
    a) Wie groß ist die Federkonstante?
    b) Welche potentielle Energie steckt in der Feder, wenn man sie um 6cm zusammendrückt?
    c) Welche Geschwindigkeit erlangt ein Körper der Masse m=20g, der mit Hilfe der Feder aus b) abgeschossen wird, wenn man annimmt, dass die ganze potentielle Energie in kinetische Energie übergeführt wird?


    a) F = -D * s --> D =-( F / s)
    D = -(4N / 0,02m) = -200Nm


    b) D =-( F / s)
    D = -(4N / 0,06m) = -66,67Nm
    Epot = ½ * D * s[UP]2[/UP] = ½ * D * -s[UP]2[/UP] = ½ * -66,67Nm * -0.062 m = 0,12 Nm


    c) Epot = Ekin --> ½ * D *-s[UP]2 [/UP] = ½ * m * v[UP]2[/UP]


    (½ * D '* -s2)/(1/2 * m) = v[UP]2 [/UP] --> (Wurzel ( ½ * D * -s[UP]2 [/UP] )/(1/2 * m)) = v --> (wurzel (½ * -66,67Nm *-0,06m)/ (1/2 * 0,2kg)) m


    v = wurzel 20,001 = 4,47 m/s





    3) Die Technik des Sturzfluges besteht darin, dass der Flieger eine längere Strecke nahezu senkrecht hinabstürzt und sich dann in einer Kreisbahn dicht über dem Erdboden abfängt. Dabei tritt eine sehr große Zentrifugalkraft auf, die zu Bewusstseinsstörungen führen kann.
    Der Flieger hat die Gesvhwindigkeit v = 600km/h. In welcher Höhe muss er die Kreisbahn beginnen, wenn die Zentrifugalbeschleunigung nicht größer als 6g sein und der tiefstee Punkt der Bahn 100m über dem Grund liegen soll?



    az = v[UP]2[/UP]/r


    az kleiner als 6g



    Ich weiß, das ist viel und sehr unübesichtlich, ich hoffe ihr blickt da trotzdem durch.
    Lieben Gruss, Rebecca

  • Hi,


    zu 1.) Du hast da eine Menge durchausrichtiger Zusammenhänge hingeschrieben, aber die umformungen und Überlegungen zu Lösung kann ich kaum erkennen.



    zu 2)


    a) Das ist soweit richtig. Allerdings ist der Betrag falsch. Die Zählrichtung für den Weg ist in Dehnungsrichtung.


    Also müsstest du für den Weg s = -2 cm einsetzen, denn sie wird ja zusammengedrückt.


    zu b & c) das sieht prinzipiell richtig aus, aber du sollst hier die Federkonstante aus a) benutzen



    zu c) sieht richtig aus

  • Danke! Da ich bei der ersten überhauptkeine Ahnung habe, genau wie bei der dritten, habe ich nur Formeln hingeschrieben, die man dafür vielleicht bräuchte, dann brauch man nicht mehr suchen oder überlegen, aber welche Forneln ich genau verwenden soll weiß ich auch nicht. Kann mir da vielleicht auch noch jemand helfen?

  • Da steht welche pot. Enegie steckt in der Feder wenn man sie um 6 cm zusammen drückt. und nciht welche Energie steckt in einer Feder die man um 6 cm zusammendrückt mit einer Kraft von.


    Ich bin fest der Meinung du sollst die Federkonstante aus 2a nehmen. Wenn du meinst das ist nicht so dann, nimm die andere.


    zu 1)


    Nunja alles aufschreiben nützt nichts. Dafür gibts maximal in der Schule Punkte.


    So Du hast als Wasser (eine Masse) die 55 m tief fällt. und dabei eine Leistung von 4,5 · 10 [UP]6[/UP]MW besitzt


    Als erstes suchen wir den zusammenhang der Masse und der Leistung


    P = W/t


    W = E = m · g · h


    --> W = m·g·h/t


    So nun fehlt uns aber noch die Zeit, in der diese Arbeit verrichtet wird. Das ist meiner Meinung nach die Zeit, die das Wasser vom oberen Rand des Wasserfalls bis zum Fuß benötigt (bin mir nicht 100% sicher)


    Das ist eine gleichmäßigbeschleunigte Bewegung ohne Anfangsweg und Anfang(vertikal)geschwindigkeit


    a = g --> v= g·t --> s= g/2·t²


    Einsetzen von t in die Leistungsgleichung und fertig.


    3.) hast du die Gleichung, musst doch nur noch einsetzen