Wie groß ist die aufgewendete Arbeit?

Question

Aufgabe:

Ein Kind zieht einen Schlitten einen schneebedeckten Hang hinauf. Der Hang ist 100 m lang
und hat einen Neigungswinkel alpha = 10°. Das Kind hat eine Masse von m1 = 40 kg, der Schlitten
hat eine Masse m2 von 10 kg. Die Reibungskraft zwischen Schlitten und Boden beträgt
F (R,1) = 10 N. Wie groß ist die aufgewendete Arbeit?
Oben angekommen setzt sich das Kind auf den Schlitten und gleitet den Hang hinunter. Wegen
der Belastung gilt jetzt F (R,2)  = 80 N. Mit welcher Geschwindigkeit kommt das Kind am Fuß des
Hanges an?

Problem/Ansatz:

Mich verunsichert die Reibung ein wenig...

habe zuerst die höhe des hanges ausgerechnet : l*sin(alpha)= 17,4 m

dann die arbeit W= F(G)*h + F(R,1) *l = 2706,94 J

war es richtig, die arbeit der gewichtskraft und die der reibungskraft so wie oben zu addieren?

im zweiten teil hab die beiden massen von kind und schlitten addiert

und dann die geschwindigkeit durch den arbeitssatz berechnet,wieder hab ich beide ´arbeiten´ addiert wie folgt:

m/2 *v2^2 = mgh+ l* F(R,2)

(v1=0)

v2 wäre dann 25,7 m/s=92,52 km/h, ein wenig unrealistisch

sind mir hier denkfehler unterlaufen?

MfG

Answer 1

Hallo

der erste Teil ist richtig, wenn man die Arbeit des Kindes selbst  die 17,4m hochzugehen nicht rechnet, sondern nur die Arbeit am Schlitten. Da ist die Frage nicht eindeutig, im Zweifelsfall würde ich beides ausrechnen a) Arbeit am Schlitten, b) Gesmtarbeit dann käme noch 40kg*g*h dazu-

beim runterfahren geht ja die Reibungsarbeit verloren, also hast du m/2 *v22 = mgh- l* F(R,2)

du hast also recht, dein v2 ist zu groß

lul

Comments

was genau ist mit verloren gehen gemeint? der schlitten muss ja zusätzliche arbeit leisten, um trotz der reibung hinunterzugleiten. wäre der hügel glatt, wäre es weniger ´anstrengend´... also so hab ich mir das vorgestellt, deswegen die addition.

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Du rechnest doch mit dem Energiesatz, der Schlitten gewinnt kinetische Energie, er verliert Reibungsenergie

Anfangsenergie: mgh  Verlust Wärmeenergie, Gewinn kinetische Energie-

du rechnest ja keine Arbeit des Schlittens aus, dann müsstest du Beschleunigungarbeit m*a*L + Fr*L rechnen und die Arbeit kann er leisten weil er die Lageenergie hat also Lageenergie = Beschleunigungsarbeit + Reibungsarbeit, wenn du nach der kinetischen Energie auflöst musst du die Reibungsarbeit wieder von mgh abziehen, die Beschleunigungsarbeit ergibt die kinetische Energie

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achsooo so geht das, logisch eig. vielen dank :)))