Energieerhaltungssatz - Physik

Question

hi,

kann mann die lösungsweg zeigen bitte ? 

Die auf dem Tisch festgehaltene Masse m1=1kg ist durch ein Seil mit dem Körper der Masse m2=3kg. Der in einer Höhe von 80cm über dem Fußboden hängt, verbunden. nach dem Loslassen beschleunigt die Masse m1 reibungsfrei so, dass sie nach einem Gleitweg von 50 cm auf eine entspannte Feder trifft und diese um 20cm maximal zusammendrückt.

<!-- [if !supportLists] -->a)    <!-- [endif] -->Begründen Sie, dass für dieses Massensystem der Energieerhaltungssatz der Mechanik gilt

<!-- [if !supportLists] -->b)    <!-- [endif] -->Mit welcher Geschwindigkeit trifft die Masse m1 auf der ungespannten Feder auf?

Geben sie die Federkonstante in N/cm an.

Answer 1

Hallo,

wenn man den Vorgang reibungsfrei betrachtet, handelt es sich um ein abgeschlossenes mechanisches System, in dem der EES gilt.

Das System ist anfangs in Ruhe und wenn sich die Feder voll zusammengedrückt hat ebenfalls.

Es hat sich dann also letztlich nur ein Teil der potentiellen Energie von m₂ in elastische Energie umgewandelt, die in der Feder gespeichert ist:   

 m₂ • g • 0,7m = 1/2 • D • (0,2m)²  →  Federkonstante D

Die Beschleunigung der Gesamtmasse m = m₁+m₂  ergibt sich aus

F_B = m₂ • g = (m₁+m₂) • a   →  a = (m₂ • g) / (m₁ + m₂)

Aus s = 1/2 • a • t²  → t  und aus v = a • t  die gesuchte Geschwindigkeit beim Auftreffen auf die entspannte Feder.

Gruß Wolfgang

Comments

die Federkonstante ist zu groß 1177,2 kg/s² ,bitte kannst du erklären und für v auch für s soll ich die 50cm einsetzen oder 20cm ? und warum bitte .

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mit g = 10 m/s² = 10 N/kg ergibt sich D = 1050 N/m = 10,5 N/cm. Das ist nicht zu groß.

Für die Berechnung von v musst du die Beschleunigungsstrecke s = 0,5m einsetzen.

Du musst immer mit den Einheiten kg, s, m und N rechnen, Energie in Nm = J