Hilfe bei Physikaufgabe Thema waagerechte Feder?
Eine an einem Ende fest eingespannte, waagerechte Feder (D=50n/cm) wird um 4 cm vorgespannt. Am Ende dieser Feder liegt ein Holzklotz mit der Masse 500g auf der waagerechten Unterlage. Die Reibung zwischen Tisch und Holzklotz wird durch die Reibungszahl 0,6 beschrieben. Die Feder wird freigegeben. Berechne die Strecke, die der Holzklotz bis zum Stillstand zurücklegt.
Brauche echt Hilfe, weil ich die Aufgabe für eine Klausur brauche finde jedoch keinen Ansatz.
3 Antworten
Ich rechne dir jetzt nicht alles vor aber mal ein Ansatz. Der Klotz bleibt dann stehen wenn die Reibungskraft gleich der Federkraft ist. Die Reibungskraft des Klotzes kannst du ausrechnen: m*g*0.6 (m in kg, dann kommt das Ergebnis in N raus). Die Federkraft berechnet sich zu F=D*l, also Federkonstante mal Ausdehnung. Im Gleichgewicht gilt also: D*l=mholzklotz*g*0,6. Du löst nach l auf, setzt ein und was du dann rauskrigst ziehst du von den 4 cm ab. Et voila.
Vereinfacht kann man das für diese Aufgabe denk ich annehmen, weil die antreibende Federkraft ja zum Kräftegleichgewicht hin immer kleiner wird so dass man den Schwung vernachlässigen kann.
Spannenergie ist ½ D s² mit D = 5000 N/m und s = 0,04 m.
Reibungsarbeit ist Fᵣ ∙ x = fᵣ m g x mit fᵣ = 0,6 und m = 0,5 kg.
Gleichsetzen und nach x auflösen.
Ja ja, der Buchhaltertrick mit der Energiebilanz :-)
Trotzdem passt die Antwort exakt zur Frage UND man muss auch erstmal darauf kommen. DH
Meine Antwort würde für Schulniveau evtl. genügen, ist aber völlig falsch. Der Klotz macht eine gedämpfte Schwingung, und man muss über die (abnehmenden) Amplituden summieren, um den gesamten Weg zu erhalten.
Mit deinem Ansatz bekommst du den Punkt raus, an dem Kräftegleicht am Klotz herrscht. Dort ist der Klotz aber nicht in Ruhe, sondern in Bewegung. Die tatsächliche Strecke ist also länger.