Schiefe Ebene mit Rollreibung?

Eine Ära geht zu Ende - nach 42 Jahren lief gestern die allerletzte Ausgabe "Wetten daß?!". Doch unser "Experimentalphysk 1" und "Plasmaphysik"-Professor denkt nicht im Traum daran aufzuhören. Viel eher beglückt er uns dieses Wochenende mit folgender Aufgabe:

Ein Wagen der Masse m = 30 kg habe eine Anfangsgeschwindigkeit v0 = 15 m/s und rolle von unten eine schiefe Ebene mit einem Anstellwinkel von α = 10◦ nach oben

a) Welchen Weg s legt der Wagen bis zum Stillstand zurück, und welche Höhe erreicht er dabei? Wir gehen von einer reibungsfreien Bewegung aus.

b) Zeige mittels den Bewegungsgleichungen, dass die erreichte Höhe unabhängig vom Anstellwinkel α und der Masse m des Wagens ist. Ist die benötigte Zeit bis zum Stillstand auch unabhängig von dem Winkel und der Masse?

c) Nun berücksichtigen wir eine Rollreibung von μ = 0,05. Welche Höhe erreicht der Wagen nun? Ist die erreichbare Höhe immer noch unabh¨angig vom Anstellwinkel und der Wagenmasse?

Jensek81'scher Ansatz:

a) Epot = Ekin

mgh = 1/2 m v0² | geteilt durch mg

h = 1/2 m vo² / mg = 1*mvo² / 2 * mg = v0² / 2g
= (15m/s)² / 2 * 9,81 m/s = 11,47 m

Weg: sin α = h/s | geteilt durch s

sin α * s = H | geteilt durch sin α

s = h / sin α

= 11,47m / sin (10◦) = 66,05 m

b) Da h = v0² / 2 g ist die Höhe von der Geschwindigkeit abhängig, aber nicht von Anstellwinkel α und Mase.

Fr = Fg * sin ◦ = mg * sin ◦

s = 1/2 a t² + v_0 * t

a = -Fh/M

s => s = 1/2 (-Fh/M) t² + v_0 * t = - Fh/M t + vo

Fh/m t = v0 | geteit durch Fh/m

=> t = v0m/Fh = (vo * m) / (m * g * sin α) = vo/ (g * sin α) => abhängig von Winkel α, aber Masse kürzt sich raus.

c) E_gesamt = Epot + E_kin - Reibungsarbeit

1/2 m v² = m g h + 1/2 m v0 ² - μ * FN * s

1/2 m v² = ( m g h + 1/2 m v²- μ * m * g * s

1/2 m 0² = g h + 1/2 v0 - μ * g * s

0 = g * h + 1/2 v0 - μ * g * s | + μgs

g h + 1/2 v0 = μ g s | - 1/2 0

gh = μgs - 1/2 v0 | g

h = (μgs - 1/2 v0 ²) / g

h = (0,05 * 9,81 m/s - 66,05 m - 1/2 * 15 m/²)/(9,81 m/s)

und da kommt 'ne negative Höhe raus. Und das macht mich fertig...

Jensek81'sche Grüße,
Jesek81

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Panische Angst vor Experimentalphysik 1?

Good night, in the night. Das neue Semester läuft seit 5 Wochen und ich bin total aus dem Häuschen wie Nachbars Lumpi. Ich habe im Sommersemester angefangen zu studieren und habe dort die Vorlesung "Experimentalphysik 2" gehört und gut bestanden (Nicht zuletzt auch dank euer tollen Hilfe hier auf Gutefrage.net). Jetzt komm ich ins Wintersemester, wo "Experimentalphysik 1" ansteht - und ich bin total am Durchdrehen.

Ich bin in jeder Vorlesung und Übung. Ich bereite jede Vorlesung im Skript nach und recherchier auf einschlägigen Seiten. In der Vorlesung komm ich eigentlich auch sehr gut mit, da dort eigentlich hauptsächtlich die Theorie erklärt wird. Unser aktuelles Thema ist z.b. Reibung - da erzählt der Dozent dann bisschen was zur Haftreibung, Gleitreibung, partielle Vektorintegration usw. Alles easy peasy taco breezy.

Doch das große Problem sind die Übungsaufgaben. Ich sitz vor den Aufgaben und bin komplett fertig! Ich weiß gar nicht wo oben und unten und vorne und hinten ist. Um ein Beispiel zu geben, das ist unsere dieswöchige Aufgabe.

So, da fängst's schon an. Ist das jetzt ein schiefer Wurf? Ein schräger Wurf? Ein seitwärter Wurf? In der Vorlesung hatten wir die Formel gelernt y0 = 1&2 g t² + (-v0 * sin alpha t). So, jetzt steht in den Musterlösung y0 = 1/2 * s * t². Why??? 😂😂

So, nächstes Problem:

Hier wird jetzt der Wurf in vertiakle und horizontale Richtung gesplittet. . Jetzt wird auf einmal doch y0 = 1&2 g t² + (-v0 * sin alpha t ) für die vertiakel Richtung benutzt. Das wird dann nach t aufgelöst und in die horizontale Richtung "vo cos alpha" t" eingesetzt. Wie kommt man da drauf? Warum wird der vertikale Term mit dem Sinus nach t aufgelöst und dann in den horziontalen Term mit Cosinus eingesetzt??? Wieso nicht den Cosinustermin nach t auflösen und in den Sinus reinsetzen? Da könnt ich genau so gut sagen "den schrägwärtsten Term in den Term mit doppelten Salto und Tangens" einsetzen. Das ist alles so willkürlich und verwirrend.

Ein Problem ist auch, dass die Übung überhaupt nicht auf die Vorlesung zugeschnitten ist. Wir mussten in der letzten Übung von letzte Woche z.b. schon partielle Integration machen und in der Vorlesung wurde erst diese Woche der Begriff des Integrals eingeführt. Die Vorlesung ist eher so lustige Quasselrunde mit Experimenten und dann sitzt man vor der Übung wie ein Ochs vorm Berg.

Mir ist bewusst, dass man sich als Student viel selbst erarbeiten muss, aber ich sitz teilweise bis 5 Uhr morgens an den Blättern, hau mir die Nächte um die Ohren und check null. Heute hab ich z.b. von 13 Uhr bis Mitternacht an einem Blatt gehockt und dann guck ich mir ide Musterlösung an und denk mir "Da wär ich nie im Leben draufgekommen??".

In "Experimentalphysik 2" (Elektrodynamik) war alles klar definiert. Es gab Maschenregel, Knotenregel usw. Man wusste was zu tun war. Jetzt in "Experimentalphysik 1" (Mechanik) ist jede Aufgabe komplett anders. Wir hatten z.b. letzte Woche auch Aufgabe, wo ein Rettungshwimmer ins Meer springt ,also auch mit Geschwindigkeit und Winkeln - aber komplett andere Formeln.

Da musste man dann auf irgendwelche Doppelbrüche kommen

Ich weiß überhaupt nicht wie ich da ohne Lösung draufgekommen wär. Meine Kommilitonen schieben auch schon alle die Panik. Unser Dozent hat auch schon stolz präsentiert, dass die Durchfallquote bei ihm relativ hoch ist.

Eine Möglichkeit wäre noch Physik zu schieben. Die Aufgaben des Dozenten der nächstes Jahr an der Reihe sind sind relativ kürzer und er sagt auch selbst, dass die Klausuraufgaben bei ihm "sehr ähnlich" zu seinen Übungsaufgaben sein werden.

Wie habt ihr euch damals Mechanik auf die Kette geschafft? Irgendein hilfreiches Buch, Seite etc?
Wie kann ich die verschiedenen Fälle unterscheiden, damit ich schnell weiß welche Formel in welcher Situation anwendbar ist? Woher weiß ich z.b. "Ah, das ist jetzt schiefer Wurf - ach da muss ich jetzt vertikale Komponente nach t auflösen und in horizontale einsetzen!" Wie kann ich lernen die Aufgaben richtig zu lösen?

Mit verzweifelten Grüßen,
Jensek81

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Pferde werden nicht artgerecht gehalten, was tun?

Sehr wohlhabende Unternehmer (Spedition, Baustoffhandel) halten 5 Pferde auf ihrem Grundstück. Zwar sind die Pferde (2 schwere Warmblüter, 1 Traber mit Fohlen, 1 Beistellpferd) stundenweise an der frischen Luft, die "Ausläufe" (Sandplatz und paar Wiesenstücke) sind jedoch so klein, dass sie nicht für 2 Galoppsprünge reichen, geschweige als Weide). Die Schweren werden, seit sie paarmal durchgegangen waren, weder angespannt, noch geritten. Traber und Beistellpferd gelten als nicht reitbar. Kann sein, aber wieso wird trotzdem vermehrt? Um das Ego zu befriedigen, mal ein eigenes Fohlen aufzuziehen? Ca. 4 ha beste Pferdeweide gehört den Leuten, die lediglich zur Futtergewinnung genutzt wird.

Höre die Pferde oft schreien und im Stall randalieren, weshalb ich einen ehemaligen Mitarbeiter (man lässt ausmisten) befragt habe. Nach seiner Auskunft, was sich mit meinen Beobachtungen deckt, sind die Halter zu faul und ängstlich. 5 Min. Weg bis zur großen Weide sind ihnen zu viel, weil, da müsste abgezäunt, Wasser hin, ein Sonnenschutz usw....

Die Pferde stehen sehr gut im Futter, wirken gepflegt und werden gewissenhaft tierärztlich betreut (sind öfter krank). Sie bekommen alles, wovon mancher Pferdehalter träumt, leider kaum Bewegung und Beschäftigung. Kein Wunder, dass sie der Hafer sticht und sie anfällig sind.

Kein Fall für den Deutschen Tierschutz? Z.B. würde dies in der Schweiz anders gesehen.

Habe mit einem der Halter im Zuge eines Beissvorfalles seines Hundes, den er auch nicht im Griff hat, über seine Pferdehaltung gesprochen. - Absolute Tierliebe, absolut ahnungsbefreit, absolut lernresistent- über den Dingen des Geldes wegen stehend.

Zum Affen machte ich mich (auch andere) in deren Augen, weil ich meine Hilfe bei Hundeerziehung und Unterstützung bei den Pferden anbot. Sie ziehen ihre Konsequenzen zu Lasten der Tiere, kapieren jedoch nicht, dass ihre Inkompetenz das Übel ist. Jeder der involviert ist, gleich ob TÄ, erfahrene Pferde- oder Hundehalter, zucken auf Ansprache nur mit den Schultern- es ist keine Vernunft zu erwarten.

Nicht hinsehen oder hinhören geht nicht, weil es Nachbarn sind. Ignoranz fällt mir schwer, weil ich zu sehr mit Pferden verbunden bin. Es gibt sehr viel schlimmere Haltung und Leid. Aber diese Leute hätten alle Möglichkeiten um es ihren Pferde besser gehen zu lassen und tun es nicht.

Mir tut es weh und fühle mich unwohl auf meinem Grundstück, wenn die Pferde nebenan lautstark ihre Unzufriedenheit kundtun.

Bewegung, Futter, Fohlen, Pferdehaltung, Weide, Pferdestall
Elastizitätsmodul von Messing (graph) darstellen?

Leute, ich bin ein bisschen verwirrt. Ich habe hier eine Aufgabe bekommen womit ich einen Graphen erstellen soll mit SciDavis, allerdings bin ich ein bisschen überfordert.

Es soll ja so ein Messing graph sein, also so ein hin her schwingen zwischen starken Anstieg des Graphen und starken Abfall. aber ich weiß halt nicht wie ich es berechnen soll.

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Das ist die Aufgabe:

Ein Messingstab mit einer Gesamtlänge L=(1,001+0,002)m, einer Masse m=(0,9505+0,0001)kg und mit einem Durchmesser von d=(1,210±0,006)cm und entsprechenden R als Radius. Auf der anderen Seite wird ein Gewichte M=(0,500+0,001)kg in unterschiedlichen Abständen L_i, zum Halterungspunkt angehängt und die Auslenkung s des Stabes gemessen Ziel der Messung ist es, das Elastizitätsmodul E des Materials zu bestimmen.

s = 4/(3pi) * (L_{i} ^ 3)/(E * R ^ 4) * g*M

Die Messunsicherheit für L, beträgt Delta L-±0,002m und für die Auslenkung Delta s=+0,1mm

Punkte:

L_i(m). | s(mm)

0,073. | 1,4

0,135. | 3,0

0,221. | 4,8

0,357. | 7,3

0,528. | 11,2

0,715. | 16,1

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Ich habe am Anfang Li und s erstmal als graph dargestellt, es war fast eine lineare Funktion, dann ist mir aber aufgefallen das die y Achse eigentlich nicht s sonder E (Elastizitätsmodul) sein soll.

Ich bin mir nicht sicher wie ich es berechnen soll, ich habe die Formel

s = 4/(3pi) * (L_{i} ^ 3)/(E * R ^ 4) * g*M

Benutzt und s und E verstaucht. Und alles eingesetzt. Ich bekam dann die punkte für E heraus aber ich weiß nicht ob es richtig ist, denn es sieht so ähnlich aus wie ein Exponentialfunktion. Bin ich auf dem richtigen Weg?

Und ich soll übrigens ja auch die Messunsicherheit messen, ich bin schon sowieso etwas verwirrt welche Formeln ich benutzen muss für die Messunsicherheit.

Kann mir wer helfen?

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