Achterbahn Energieumwandlung?
Hi , wie sollten als Ha die Energie Umwandlungen aufschreiben die während einer Fahrt passieren. Dies habe ich mir so überlegt :
Zuerst am Ausgangspunkt Ist Ekin 0 und es herrscht Epot. Dann wird bei einer Bewegung ( nach unten ) Epot in Ekin umgewandelt. An der tiefsten Stelle wird andersrum also Ekin wieder in Epot umgewandelt bis die höchste Stelle erreicht ist. Aber meine Frage wäre jetzt 1. ob das überhaupt richtig ist Und 2. warum erst an der tiefsten Stelle Ekin in Epot umgewandelt wird
aufgabe b ) Vom Beginn aus werden die Wagen ( 800kg ) auf eine Höhe von 16m gezogen.Wie groß ist die Änderung der Epot ?
Ergebniss : 117,72 kJ Formel m • g • h
Aufgabe C ) was ich nicht verstehe ist : Gilt bei so eine solchen Achterbahn die Energieerhaltungssatz der Mechanik. Erkläre
3 Antworten
a) Beim Start stehen die Schlitten am tiefsten Punkt. Sie haben zunächst weder kinetische noch potentielle Energie.
Dann zieht sie ein Elektromotor an die höchste Stelle. Im Emotor wird elektrische Energie in mechanische Arbeit umgewandelt und die mechanische Arbeit wird beim Hochziehen in potentielle Energie umgewandelt.
Beim Abwärtsfahren wird Epot in Ekin umgewandelt, die Schlitten werden schneller. Beim Aufwärts fahren wird Ekin wieder in Epot umgewandelt. Die Wagen werden wieder langsamer.
b)
Eges = Epot1 = m * g * h = 800 kg * 9,81 m/s^2 * 16 m = 125568 Nm = 125,57 kJ
c)
Am höchsten Punkt stehen die Schlitten. Sie haben dann nur Epot. Das ist auch die Gesamtenergie Eges der Schlitten, die sich auf der Fahrt nicht mehr ändert. Unterwegs wird keine Energie mehr zugeführt und da wir eine ideale reibungsfreie Achterbahn annehmen, wird auch keine Energie entzogen.
An jedem beliebigen Punkt der Achterbahn gilt dann:
Eges = Epot + Ekin = konst.
Tja, wenn ich m * g * h = 800 kg * 9,81 m/s^2 * 16 m ausrechne, ergibt sich jedesmal 125568 . Da kann ich leider auch nichts dran ändern. Dein Ergebnis kriege ich nur bei einer Höhe von 15 m raus, aber nicht von 16 m wie es in der Aufgabe steht.
1. Ist richtig. Allerdings beschreibt das keine komplette Fahrt. Die Achterbahn wird ja noch hochgezogen. Also wird Arbeit verrichtet in Form von potentieller Energie.
2. Das verstehst du nicht ganz richtig. Es wird die ganze Zeit über potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt(wenn du runter fährst). Nicht nur ganz unten. Das ist wie wenn du sagst ein Auto hat sofort 100km/h erreicht. Ne es beschleunigt ja und gewinnt immer mehr an Geschwindigkeit dazu. So ist es auch mit der kinetische Energie in diesem Fall.
b)Formel ist richtig
c) E_kin=E_pot
Allerdings nur theoretisch. In der Realität geht Energie durch Reibungskräfte verloren
Jo kommt hin.
Zur ersten Frage: weil vor der tiefsten Stelle die wagen ja noch beschleunigen. Da wird immernoch epot in ekin umgewandelt. Wenn du berg ab rollst mit dem Rad Würste ja auch erst wieder langsamer wenn du unten bist.
B müsste auch passen.
C: was besagt der Energieerhaltungssatz der Mechanik denn? Das ist das erste was du Mal wissen solltest. Und dann schauste dir bei den Energieumwandlungen der Achterbahn an ob das stimmt.
Hier Mal noch es zu C.
https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/energieerhaltungssatz-der-mechanik
Jo moin , danke erstmals für deine Antwort wir haben die Aufgabe heute vergleichen und meine waren doch richtig. Weiß nicht wie du auf 125,6 kJ kommst.xD