Hilfe in Physik bitte?

Hallo liebe Community,

ich brauche etwas Hilfe in Physik. auf den folgenden Foto ist ein Energieerhaltungsprenzip. Kann mir da Jemand erklären wie man die Formel Bilder. Kann mir jemand bitte außerdem diesen Satz bei folgender Aufgabe anwenden un erklären.

Danke im Voraus.

Answer 1

[evtldocha]

Zuerst muss man sich folgende 2 Begriffe klarmachen:

Kinetische Energie: Das ist die Energie, die in einem sich mit Geschwindigkeit v bewegenden Körper der Masse "m" enthalten ist. Sie heißt daher auch Bewegungsenergie. Als Formel:

$E_{kin}=\frac{1}{2}mv^2$

Potentielle Energie: Das ist die Energie, die ein Körper der Masse "m" alleine durch seine Höhe "h", in der er sich im Schwerefeld der Erde mit dem Ortsfaktor "g" befindet, enthält (es braucht ja auch Arbeit einen Körper in die Höhe zu bringen). Diese Energieform wird auch Höhenenergie oder Lageenergie genannt. Als Formel:

$E_{pot}=m\cdot g\cdot h$

Jetzt betrachte die Lore im Punkt A: Die Lore befindet sich in der Höhe h_A von 40 m und fährt mit der Geschwindigkeit v_A=162 km/h. Die Gesamtenergie der Lore im Punkt A ist also:

$E_{kin}^{\left(A\right)}+E_{pot}^{\left(A\right)}=\frac{1}{2}m\cdot v_A^2+m\cdot g\cdot h_A$

Jetzt betrachte die Lore im Punkt B: Die Lore befindet sich in der Höhe h_B von 0 m und die Geschwindigkeit v_B ist gesucht: Die Gesamtenergie der Lore im Punkt B ist also:

$E_{kin}^{\left(B\right)}​+E_{pot}^{\left(B\right)}​=\frac{1}{2}​m⋅v_B^2​+m\cdot g\cdot h_B​\ =\ \frac{1}{2}​m⋅v_B^2​+m\cdot g\cdot0\ =\ \ \frac{1}{2}​m⋅v_B^2​$

Da der Energieerhaltungssatz gilt, muss die Gesamtenergie im Punkt A gleich der Gesamtenergie im Punkt B sein, also:

$\frac{1}{2}mv_A^2+m\cdot g\cdot h_A=\frac{1}{2}mv_B^2\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ |\ :\ m\ \ \ |\ \cdot2$ $v_A^2+2\cdot g\cdot h_A=v_B^2\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ |\ \sqrt{ }$

$v_B=\sqrt{v_A^2+2\cdot g\cdot h}=\sqrt{\left(\frac{162}{3,6}\ \frac{m}{s}\right)^2+2\cdot9,81\ \frac{m}{s^2}\cdot40\ m}\approx53\ \frac{m}{s}$

Das kann man noch in km/h umrechnen:

$v_B=53\ \ \frac{m}{s}=53\cdot3,6\ \frac{km}{h}\approx190,8\ \frac{km}{h}$

Die Geschwindigkeit im Punkt C kannst Du analog berechnen wie oben.

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[Premiumboii]

danke für die Antwort

Answer 2

[Picus48]

Die Summe aus kinetischer und potentieller Energie ist konstant.

Ekin + Epot = C

Das bedeutet, wenn die potentielle Energie durch Abnahme in der Höhe um 40 m sinkt, nimmt die kinetische Energie um denselben Betrag zu, sofern man Reibungs- und sonstige Verluste unberücksichtigt lässt.

1/2 mv² = mgh

v = Wurzel(2gh)

Für h = 40 m ergibt sich damit eine Geschwindigkeitszunahme von:

v = Wurzel(2 * 9,81 m/s² * 40 m) = 28 m/s = 101 km/h

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[Premiumboii]

danke für die Antwort