Feder die masse auf schiefer Ebene katapultiert?

Hey ich hab mal wieder Fragen zu einer Physikaufgabe bzw. möchte gerne wissen ob meine Ansätze korrekt sind. Hier die Aufgabe: Bild zu skizze findet ihr weiter unten)

Ein Block der Masse m = 3.2 kg wird auf einer

schiefen Ebene gegen eine Feder der Federkonstante

k = 430 N/m gelegt, die dadurch ein wenig von der mit ?0? bezeichneten Position der unbelasteten Feder zur Position x0 zusammengedrückt

werde (siehe nebenstehende Abbildung).

Die schiefe Ebene ist gegen die Horizontale um

den Winkel ? = 30° geneigt.

Hinweis: Vernachlässigen Sie in dieser Aufgabe

jeweils Reibungseffekte und die Masse der Feder.

a) Berechnen Sie die Strecke von 0 bis x0, um die die Feder durch den Block in Ruhe

zusammengedrückt wird.

b) Die Feder wird nun um ?x = 20 cm zusammengedrückt, wonach der Block losgelassen wird. Wir betrachten das untere bzw. in der Abbildung linke Endes des Blocks.

Berechnen Sie, wie hoch der Block auf der Ebene rutschen wird, bevor er zum Stillstand kommt (Markierung d in der Skizze). Geben Sie den Abstand relativ zu der Position xmin an, bevor der Block losgelassen wird.

c) Welche Geschwindigkeit hat der Block beim Durchgang durch die Ruheposition der

unbelasteten Feder?

d) Zeichnen Sie in ein Weg-Energie-Diagramm qualitativ den Verlauf der Spannenergie der Feder, der potentiellen Energie im Schwerefeld und der kinetischen Energie ein.

Die funktionale Abhängigkeit von der Position auf der Ebene und die Lage von Maxima/Minima sollte dabei erkennbar sein

Hier nun meine Ansätze:

a) die Feder wird durch die Hangabtriebskraft Fha um s in Ruhe zusammengedrückt. Da der Klotz in Ruhe steht muss die Federkraft FF gleich der Hangabtriebskraft sein (

Also habe ich FF = Fha gerechnet

Also k*s =mg*sin(30) und dann nachts jmgestellt, wobei bei mir dann rauskommt: s=0,037m stimmt hier der Ansatz

b)benutzen des Energieerhaltungssatzes Am Anfang steht der Klotz in Ruhe, somit wirkt die pot Federenergie Epotf. Dann wird der Klotz beschleunigt und Epotf wird in Kinetische Energie umgewandelt. Dann kommt der Klotz wieder zum Stehen und Ekin wird in Epot=mgh umgewandelt.

Also : 0,5k*x^2=0.5m*g*h

Und so mit h=0,27m

Dann steht da ja noch, man solle den Absatand relativ zu xmin angeben.

Also habe ich erstmal mit den geometrischen Beziehungen (siehe zweites bild) die Höhe z von xmin ausgerechnet, wobei da rauskommt z=0,17m.

Frage: Wie gebe ich jz letzendlich den Abstand relativ zu xmin an. Also was genau bedeutet das überhaupt?

C)auch hier würde ich iwie versuchen den Energieerhaltungsssatz zu benutzen.Evtl Epotf =Ekin ?

d) hier bin ich absolut überfragt. Ich habe keine Ahnung wie man sowas zeichnen soll. Hier wäre ich super dankbar wenn mir jmd das erklären kann wie das

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Wie Verlustleistung eines schlecht aufgefüllten Fahrrad-Reifen berechnen?

Es ergab sich mal wieder, dass ich gefühlt kaum vorwärts kam und ich meinen Schlauch wieder neu aufpumpen musste.

Wie viel Watt macht eigentlich ein schlecht aufgefüllter Reifen wirklich aus? Das hängt von vielen Faktoren ab, aber wie kann man es persönlich für sich praktisch Messen und ausrechnen?

Dank Pedelec/Fahrradmonitor/App stehen einem ja inzwischen mehr angezeigte Daten zur Verfügung als mit einem Bio-Bike. Ein Kollege und ich meinen eine Rechen-Lösung dafür gefunden zu haben. Ich möchte aber gerne hier noch einmal nachfragen, was für einen Lösungsvorschlag ihr vielleicht hättet. Man ist ja oft selbst vom eigenen Weg verblendet.

Hintergrund: Man könnte einfach die Wattzahl der gesamten Strecken vergleichen. Allerdings variieren hier zu viele Parameter wie ich feststellte (dann spielen Wind, Ampeln und co. plötzlich eine Rolle). Auch könnte man ja versuchen die Geschwindigkeit konstant zu lassen und einfach entsprechend die Leistung zu dosieren und abzulesen. Das ist allerdings schwieriger als ich dachte vor allem, da man ja auch auf den Verkehr achten muss. Es ist daher einfacher einfach das zu treten, was man normalerweise so tritt und das sind bei mir durchschnittlich 200 Watt und dann die Geschwindigkeit abzulesen. Daraus ergeben sich folgende...

...Parameter:

  • gleicher Streckenabschnitt in Windgeschützter Zone ohne E-Unterstützung
  • Systemgewicht (Pedelec+Fahrer+Gepäck) ca.150 kg (spielt in unserer Berechnung keine Rolle)
  • Endgeschwindigkeit "schlecht aufgefüllter" Reifen 18 km/h (ca. 4,3 bar)
  • Endgeschwindigkeit "gut gefüllter" Reifen 25 km/h (ca. 5 bar)
  • Trittleistung (Ptritt) jedes mal ca. 200 Watt

Ich habe also durch den schlecht aufgefüllten Reifen (übrigens 4,3 vs. 5,0 bar) an Geschwindigkeit verloren, obwohl ich die gleiche Leistung reingesteckt habe. Wie viel Watt gehen also durch den schlechter gefüllten Reifen verloren?

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Geschwidnigkeit von Elektronen im Elektronenstrahl?

Fatto diretto al punto (Ich komme direkt zum Punkt, wie der Italiener sagen würde).

Ein zylinderförmiger Elektronenstrahl hat einen Durchmesser von 0.5 mm. Der Strahl enthält 2 × 10^8 Elektronen pro Kubikmillimeter. Die Energie der Elektronen beträgt 0.3 keV.

a) Wie schnell sind die Elektronen im Elektronenstrahl?

b) Berechnen Sie den elektrischen Strom.

c) Der Elektronenstrahl durchläuft ein transversales magnetisches Feld von 2 Tesla. Berechnen Sie den Krümmungsradius der Kreisbahn im Magnetfeld.

Jensek81'scher Ansatz

a) E_kin = 1/2 m v²

Umformen zu v = Wurzel (2 E / m)

E = 0,3keV = 0,3 * 10³ * (1,6022*10^-19)

m = 9,11*10^-31 kg

Einsetzen: v = Wurzel (2 E / m) = v = Wurzel (2 * 0,3 * 10^-3 / (9,11*10^-31 kg))

= 10272468,08 m/s

b) Stromstärke Elektronenstrahl

I = n * e * A * v

n = Dichte = 2 * 10^-8 e/cm³ = 2*10^-14 e/m³

e = 1,6022 * 10^-19 C

A = π r², wobei d = 2 * r (da Zylinder) =>> 0,5 mm = 2 * r => r = 0,25 mm = 0,00025 m

V = 10272468,08 m/s (aus vorheriger Aufgabe)

Einsetzen: I = n * e * A * v = 2 * 10^-14 e/m³ * 1,6022 * 10^-19 C * π * (0,0025m)² * 10272468,08 m/s

= 6,46 * 10^-5 A

c) r = (mv)/(e*B)

= (9,11*10-31 kg * 10272468,08 m/s) / (1,6022*^10^-29 * 2 T) = 2,92*10^-5 m

Stimmt das so? Insbesodnere die 10272468,08 m/s erscheinen mir doch sehr skrupellos...

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