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Energieerhaltung

Teil des Abschnitts Mechanik der Physics-Journey von Coddy. Lektion 54 von 97.

Wenn nur die Schwerkraft Arbeit verrichtet, bleibt die mechanische Energie, KE + PE, gleich:

12mv02+mgh0=12mv2+mgh\tfrac{1}{2} m v_0^2 + m g h_0 = \tfrac{1}{2} m v^2 + m g h

Eine Achterbahnstrecke: Der Wagen startet bei A aus der Ruhe in 10 Metern Höhe, fährt hinunter zu B auf Bodenniveau und steigt zu C auf 7,5 Meter Höhe hinauf

Der Wagen startet bei A aus der Ruhe; die Strecke ist reibungsfrei.

Beim Abwärtsfahren wird PE zu KE; beim Aufwärtsfahren wird KE wieder zu PE. Die Gesamtenergie ist an jedem Punkt gleich, und die Masse kürzt sich heraus.

Energiebalken für ein 100 Kilogramm schweres Auto: bei A 9800 Joule potenzielle Energie, bei B 9800 Joule kinetische Energie, bei C 7350 Joule potenzielle und 2450 Joule kinetische Energie

Energiebalken für ein Auto mit 100 kg100\ \mathrm{kg}: Die Gesamtenergie beträgt an jedem Punkt 9800 J9800\ \mathrm{J}.

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Aufgabe

Eine Skateboarderin mit einer Masse von 50 kg50\ \mathrm{kg} rollt am Fuß einer glatten Rampe mit einer Neigung von 30∘30^\circ mit 7 m/s7\ \mathrm{m/s} und rollt sie hinauf, bis sie anhält. Das Bild zeigt sie zweimal: am Fuß der Rampe und an der Stelle, an der sie anhält. Zeichne die Kräfte ein, die im Moment des Anhaltens auf sie wirken, und bestimme dann die Höhe hh, die sie erreicht.

Probier es selbst

Physics diagram: ramp, ball, path; arrows v = 7 m/s

hh isolieren

quiz iconTeste dich selbst

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