Physik Höhenenergie und Bewegungsenergie beim Skaten?
Hallo alle miteinander, ich verstehe leider die Aufgabe 4 nicht. Zumindest fällt mir kein sinnvoller Sachverhalt dazu ein. Kann mir jemand das bitte erklären?
Die Aufgabe lautet folgendermaßen:
Beim Inlineskaten auf der Pipeline (so eine Art Rampe, auch zu erkennen auf Bild 3) wandeln sich Höhenenergie und Bewegungsenergie ineinander um. Würde sich der Skater am oberen Rand nicht immer leicht abstoßen, würde er nicht mehr ganz den oberen Rand erreichen. Erkläre diesen Sachverhalt.
Hier noch die Seite im Buch mit der Aufgabe:
Das hätte ich hingeschrieben: Der Skater muss immer etwas mehr Kraft und Schwung haben, als er am Ende durch die Bewegung erhält. Die Energie wird also sonst immer etwas abgeschwächt, sodass er es ohne mehr Aufwand durch das Abstoßen nicht ganz bis zum gegenüberliegenden Rand schaffen würde.
2 Antworten
Im Prinzip richtig: "Die Energie wird also sonst immer etwas abgeschwächt.." Ergänzend kann man diesen Energieverlust spezifizieren. Das ist der Reibungsverlust. In einem völlig reibungsfreien System würde der Skater (wenn er seine Position nicht verändert) ewig hin und her rollen.
Den Zuwachs an Bewegungsenergie (Höhenenergie geht nicht, weil die Höhe der Halfpipe gegeben ist) erzielt er durch Verlagerung des Schwerpunkts. Das ist so wie beim Schaukeln, wo man durch Ausstrecken und Anziehen der Beine Schwung hinzu bekommt.
Ohne Energieverluste könnte er sich einmal angestoßen immer in der Pipe hin und her bewegen ohne weitere Energie zuzuführen. Da er aber zum einen die Rollreibung und zum anderen die Luftreibung kompensieren muss, stößt er sich oben immer leicht ab. Er muss also wieder Energie "reinstecken".
Die Höhenenergie und die Bewegungsenergie wandeln hier sich ständig einander um, nach dem Energieerhaltungssatz.