Kann das jemand lösen?

Vorab: dies ist keine Hausaufgabe o.Ä. - ich brauche nur die Lösung und den Rechenweg, da so eine Aufgabe in der Klausur vorkommen könnte & ich keine Ahnung habe, wie das geht

Answer 1

[DanKirpan]

Hallo,

der Übersicht halber gegeben sind: D=900 N/m m= ^kg und s^=-0,2 m, g=9,81 m/s^2

Beim Entspannen der Feder beschleunigt, wird die Kugel durch die Spannkraft der Feder beschleunigt:

$SpannkraftF=−k⋅s−>F=−900mN​⋅(−0,2m)=180N\ =\ 180\ \frac{kg\cdot m}{s^2}$

Daraus ergibt sich eine Anfangsgeschwindigkeit von

$v^2=2*a*s\ =72\ \frac{m^2}{s^2}$

die Höhe erfolgt dann mithilfe von

$s=(ve^2-v0^2)/2*g$ abgeleitet aus dem Weg-Zeit und dem Geschwindigkeit-Zeit-Gesetz

Answer 2

[fjf100]

kinetische (Bewegungsenergie) Energie → Ekin=1/2*m*v²

potenzielle (Lageenergie) Energie → Epot=m*g*h

Federspannarbeit Wf=1/2*D*s²

Hinweis:Für die potenzielle Energie braucht man eine Bezugsebene,wo Epot=0 ist.

In der Wissenschaft und Technik geht es meistens um Energiedifferenzen.

Die Bezugsebene kann man grundsätzlich frei wählen.Man Wählt die Bezugseben so geschickt,dass nur für Epot=m*g*h positive Werte vorkommen und auch der Rechenaufwand gering ist.

Wir legen die Bezugsebene in die unterste Stellung der Kugel.

aus der Zeichnung

Zustand 1:ganz unten → Epot=0 und Ekin=0 → Wf=E1=1/2*D*s1²

Zustand 2: ganz oben → Epot2=m*g*(s1+s2) → Wf=0 und Ekin=0

gleichgesetzt

Wf=Epot2

1/2*D*s1²=m*g*(s1+s2)=m*g*s1+m*g*s2

m*g*s2=1/2*D*s1²-m*g*s1

s2=1/(2*m*g)*D*s1²-m*g/(m*g)*s1

s2=1/(2*m*g)*D*s1²-s1

m=1 kg

g=9,81 m/s²

D=900 N/m

s1=0,2 m

s2=Strecke/Weg von der Stellung so bis nach ganz oben

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung – hab Maschinenbau an einer Fachhochschule studiert