Aufgabe zu Energie < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | a) Ein Zug (m=200t) fahre mit der Geschwindigkeit v=20m/s über des Gleis. Wie groß ist seine kinetische Energie in Bezug auf die Erde? Wie groß ist seine kinetische Energie in seinem Ruhsystem?
b) Der Zug von a) wird bis zum Stillstand abgebremst. Wie ändert sich dabei seine kinetische Energie gegenüber der Erde und wie in seinem Ruhsystem? |
Moin!
Bei der Aufgabe da oben hab ich jetzt keine Ahnung, wie das mit "in Bezug auf die Erde" und sow gemeint ist.
Ich habe die Aufgabe jetzt einfach ganz normal gerechnet xD
also:
a)
in der Fahrt
Ekin=1/2*m*v²
Ekin= 1/2*200000*(20)²
Ekin=40000000 J
im Ruhesystem
Ekin=1/2*m*v²
Ekin=1/2*200000*(0)²
Ekin=100000 J
b)
bei der Bremsung
Ekin=1/2*m*((v2)²-(v1)²)
Ekin=-40000000 J
im Ruhsystem
das gleiche wie bei a)?!
Ich hoffe es ist nicht allzu falsch xD und würde mich über Hilfe freuen ;)
Danke schonmal, Lord
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hat keiner ne idee?! sry, ist aber gerade echt wichtig!
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 17:19 So 10.02.2008 | | Autor: | Zneques |
Hallo,
> Ekin=1/2*200000*(0)²
> Ekin=100000 J
naja..., [mm] 0^2=0*0=0
[/mm]
[mm] E_{kin,Ruhe}=0 [/mm] J
[mm] (v_2^2-v_1^2)=0^2-20^2=-400 [/mm] (Erde)
[mm] (-20)^2-0^2=400 [/mm] (Ruhe)
|-400|=400=|400|
Wie du siehst sind die Enegieen unterschiedlich und beziehen sich auf das jeweilige System.
Die Beträge der Energieänderungen sind aber immer genau die selben.
Ciao.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 17:33 So 10.02.2008 | | Autor: | Kroni |
Hi,
im Ruhesystem setze ich mich ja genau auf den Zug, D.h. ich habe dann keine Geschwindigkeit. So ist das Ruhesytem ja auch gewählt. D.h. der Zug ist in Ruhe, v=0. Deshalb müsste in beidne Fällen die kin. Energie des Zuges bzgl. seines eigenen Ruhesystems gleich Null sein.
LG
Kroni
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 17:36 So 10.02.2008 | | Autor: | nicom88 |
also gegenüber der Erde einfach nur die gleiche kinetische Energie nur negativ und in Ruhe gleich? oO
Oder ist das falsch?^^
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:42 So 10.02.2008 | | Autor: | Kroni |
Hi,
du hast zu Anfang im System der Erde eine Geschwindigkeit v=20m/s D.h. [mm] E_{kin}\not=0
[/mm]
Wenn du dann den Zug abbremst, hast du im System der Erde v=0. D.h. [mm] E_{kin}=0. [/mm] D.h. du hast nen [mm] \DeltaE\not=0
[/mm]
Gut. Im Ruhesystem ist [mm] v_{Zug}=0 [/mm] (s.h. mein Post unten). Wie groß ist dann [mm] E_{kin}? [/mm] Und wie groß ist [mm] E_{kin}, [/mm] wenn der Zug stillsteht? Was folgt daraus für [mm] \DeltaE?
[/mm]
LG
Kroni
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:50 So 10.02.2008 | | Autor: | nicom88 |
ich versteh das nicht :(
kannst du mir das auf dem Niveau eines 11 Klasse schülers der nicht ganz so gut in Physik ist erklären?
Tut mir Leid das ich sone mühen machen aber ich checks eifnach nich... hab hier bald nen ganzen collegeblock vernichtet^^
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:55 So 10.02.2008 | | Autor: | Kroni |
Hi,
sorry dass ich es so erklären wollte. Dann erkäre ich das ein wenig anders:
Wenn du an einem Bahngleis stehst, und ein Zug fährt mit einer Geschwindigkeit v=20m/s an dir vorbei, dann sagst du: Der Zug hat die Geschwindigkeit v=20m/s und damit die kin. Energie [mm] E=1/2mv^2. [/mm] Ist das soweit klar?
Wenn du aber im Zug Sitzt, und du hast keine Fenster, dann sagst du: Der Zug ruht, weil ich mich immer and er selben Stelle befinde. Genau so ist ja auch das Ruhesystem definiert. Im Ruhesystem hat der Zug per definitionem die Geschwindigkeit 0! Wenn du im Zug sitzt, dann sagst du nur, dass der Zug fährt, weil du nach draußen guckst, und sagst: Die Erde ist fest, ich bewege mich.
Wenn du aber keine Fenster hast und der Zug fährt gleichförmig bewegt, dann kannst du nicht sagen, ob der Zug ruht oder ob er gerade fährt. Also wirst du erstmal sagen: Der Zug ruht, da ich mich immer an der selben Stelle des Zuges befinde. Also ist v=0, was ist dann mit v=0 die kin. Energie?
Diese Gedanken einmal auf Fall b) anwenden und überlegen, wie sich die kin. Energie verändert.
LG
Kroni
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mm, ich hab jetzt gedacht,... dass das ruhsystem der moment is, in dem der zug steht, ist das nicht so?! xD
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(Antwort) fertig | | Datum: | 18:20 So 10.02.2008 | | Autor: | Kroni |
Hi,
in der Aufgabe heißt es: In "seinem" Ruhesystem. Gemein damit ist das Ruhesystem des Zuges. Hier mal der Wikipedia Artikel zum Wort ![[]](/images/popup.gif) Ruhesystem.
Das Ruhesystem ist das System, in dem das Objekt ruht. Das Wort System meint ein Koordinatensystem, in dem ich meine physikalischen Gesetze beschreibe und keine Momente.
LG
Kroni
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ah, kk, danke ;9 sowas sagt unser lehrer uns nicht xD
heißt also....
bei a)
Ekin in der fahrt ist immernoch 40000000J
Ekin in seinem Ruhsytsme ist 0J
bei b)
beim bremsen ist ekin=-40000000J
und in seinem ruhesystem ist ekin= ja eigendlich auch iwas im negativen bereich, oder?! würde jetzt auch auf -40000000J tippen, weil sonne bremsung spürt man im zug ja auch ohne fenster?!
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(Antwort) fertig | | Datum: | 18:33 So 10.02.2008 | | Autor: | Kroni |
Hi,
mit der Änderung würde ich das so interpretieren: Wie ist die kin. Energie des Zuges, wenn er zum Stillstand abgebremst hat, und wie groß ist die Differenz zwischen der kin. Energie, die der Zug beim Fahren hatte und der kin. Energie beim Stillstand.
Bei der ersten Änderung stimme ich dir zu. Diese ist ja genau betragsmäßig gleich groß wie die kin. Energie zu Anfang.
Wie schaut es denn beim Ruhesystem aus? Zu Anfang ist E=0. Wie groß ist E, wenn der Zug steht?
LG
Kroni
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also sind die oberen 3 rechnungen jetzt richtig?! *keksfreu*
öhm... ich würde ja eigendlich sagen, Ekin ist 0, weil a) v=0 ist und b) am beispiel des zuges ohne fenster, man innen drin wieder keine geschwindigkeit spürt!? aber sicher stimmt des jetzt nicht xD
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(Antwort) fertig | | Datum: | 18:43 So 10.02.2008 | | Autor: | Kroni |
Hi,
nun, beim Bremsen von v=20m/s auf v=0m/s fährt der Zug einmal durch alle kin. Energien durch. Also nimmt der Zug dann alle kin. Energien an, die dazwischen liegen. Deshalb kann man nicht so einfach sagen: Beim Bremsen hat er die und die Energie. Du kannst nur sagen: Nach dem Bremsen hat der Zug keine kin. Energie, d.h. die Differenz sind [mm] E=1/2m*(20m/s)^2
[/mm]
Im Ruhesystem ist die Geschwindigkeit des Zuges doch immer gleich 0. Wenn der Zug von außen gesehen v=20m/s hat, dann hat er im Ruhesytstem 0. Wenn der Zug von außen gesehen steht, dann hat der Zug im Ruhesystem welche Geschwindigkeit (nein, es ist nicht -20 m/s). Wie groß ist dann die Differenz der kin. Energie vorher und nachher?
LG
Kroni
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 18:58 So 10.02.2008 | | Autor: | nicom88 |
sag und mal bitte die antwort auf die frage in unserem buch^^
ich glaub das wird sonst heute nix mehr =O
also soviel wie ich das jetzt verstanden hab ist -40 000 000 J jetzt richtig?
und wie ist das mit dem Ruhesystem?
wir verzweifeln hier voll... entweder sind wir eckendenker und machen uns das zu schwer oder wir sind einfach nur zu dumm für physik :( mathe ist um ecken leichter xDD
aber vielen dank für deine mühen schonmal^^ =)
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(Antwort) fertig | | Datum: | 19:08 So 10.02.2008 | | Autor: | Kroni |
Hi,
einfach die Lösung verraten werde ich sicherlich nicht;)
Ich stelle euch mal drei vier Fragen, aus denen ihr euch die Antwort zurechtbasteln könnt:
1) Wie groß ist die kin. Energie des Zuges, wenn ihr vom Gleis aus guckt?
2) Wie groß ist die kin. Energie des Zuges, wenn ihr euch auf den Zug legt, und mit ihm mitfahrt? Ihr sozusagen auf dem Zug ruht, und er Zug zu eich KEINE relativgeschwindigkeit hat?
3) Wie groß ist die Geschwindigkeit des Zuges, nachdem er zum Stillstand abgebremst hat?
4) Wie groß ist die Geschwindigkeit des Zuges relativ zu euch, wenn der Zug steht, und ihr immer noch auf ihm liegt?
Aus diesen Fragen könnt ihr mit der richtigen Antwort die richtigen Ergebnisse herleiten.
Nun, Physik ist doch eigentlich nichts anders als Mathe, nur mit ein bisschen Anwendung dahinter. Man muss nur einmal die Konzepte verstanden haben, dann geht der rest von selbst.
Liebe Grüße,
Kroni
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1) 40000000J
2) 0J
3) 0m/s
4) 0m/s
jap, sicher ;) aber da uns das so gut wie garnich gezeigt wird, stehn wir son bissle doof da,... aber zum glück haben wir ja euch ;)
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(Antwort) fertig | | Datum: | 19:27 So 10.02.2008 | | Autor: | Kroni |
Hi,
so ists korrekt. Und wie groß ist dann der Unterschied der kin. Energie zwischen "fahren" und stehen, wenn du 1) vom Rand aus guckst und 2) dich drauflegst?
LG
Kroni
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klingt strange, aber vllt. auch 40000000?!
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(Antwort) fertig | | Datum: | 19:43 So 10.02.2008 | | Autor: | Kroni |
Hi,
ja, wenn du von der Erde aus guckst.
Was, wenn du vom Ruhesystem aus guckst?
LG
Kroni
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(Antwort) fertig | | Datum: | 20:08 So 10.02.2008 | | Autor: | Kroni |
Hi,
nein. Wie groß ist [mm] E_{kin} [/mm] im Ruhesystem, wenn der Zug fährt (deine Antwort zu meinen Fragen war doch richtig!) und wie groß ist [mm] E_{kin} [/mm] im Ruhesystem, wenn der Zug steht?
LG
Kroni
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also beim fahren im ruhesystem ist es ja 0 Jule, das haben wir jez ja schon...
und beim 2. ja eigendlich auch xD ich mein... wenn der zug ohne fenster wäre, dann fühlt es sich ja nicht an, wenn er, von außen gesehen, steht, als würde er fahren... damit wäre v ja 0 und Ekin auch 0 xD
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(Antwort) fertig | | Datum: | 20:25 So 10.02.2008 | | Autor: | Kroni |
Hi,
ja, genau. Nur das Bremsen merkst du, aber wir gucken ja nur, was beim fahren und beim Stillstehen ist.
LG
Kroni
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also ist 0 Joule beim stehen richtig?!
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(Antwort) fertig | | Datum: | 20:38 So 10.02.2008 | | Autor: | Kroni |
Hi,
ja. Beim fahren hast du im Ruhesystem E=0, und beim Stehen natürlich auch. D.h. es gibt keine Änderung der kin Energie im Ruhesystem beim fahren und Stehen.
LG
Kroni
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ey, super, wir habens geschafft :D
vielen dank ;) und schönen abend noch ;)
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hä XD sry... keine Ahnung xD
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(Antwort) fertig | | Datum: | 19:11 So 10.02.2008 | | Autor: | Kroni |
Hi,
lies dir mal die obigen vier Fragen durch, und versuche, eine Antwort darauf zu geben. Wenn du die alle richtig hast, hast du die Lösung sozusagen schon vor dir liegen.
Euer Probelm ist glaube ich, dass ihr den Begriff "Ruhesystem" nicht richtig deutet.
Ruhesystem ist sowas. Ihr liegt mit auf dem Zug und fahrt mit dem Zug mit. Dann hat der Zug relativ zu euch keine Geschwindigkeit, also v=0, denn hätte der Zug eine Geschwindigkeit relativ zu euch, würdet ihr nicht auf der selben Stelle auf dem Zug liegenbleiben.
Stellt euch das Ruhesystem einfach so vor: Ihr fahrt einfach neben dem Zug her, immer genauso schnell wie der Zug, und das Fahren interpretiert ihr dann als Ruhen, da ihr ja nur den Zug seht, und da ihr immer die selbe Stelle des Zuges seht, denkt ihr euch, dass ihr nicht fahrt, denn ihr habt die Sicht nach draußen nicht und könnt dann nicht sagen: Wir bewegen uns ja relativ zur Erde.
LG
Kroni
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ok, verstanden... hab auch zu den fragen geantwortet xD ich hoffe, wir nähern uns so langsam aber sicher :b
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 19:17 So 10.02.2008 | | Autor: | nicom88 |
ist 40 000 000 J in Ruhe richtig ? xD
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(Antwort) fertig | | Datum: | 19:28 So 10.02.2008 | | Autor: | Kroni |
Hi,
wenn sich der Zug in Ruhe befindet, dann ist v wie groß? Was folgt aus [mm] E=1/2mv^2, [/mm] wenn v=0?
LG
Kroni
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öhm... das obere is klar...
aber wie is nu... is das mit den 40000000J richtug bei a und beziehen sich die beiden mit 400 und -400 auf b? und müsste (v2²-v1²) nicht auch noch mit 1/2*m multipliziert werden?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:37 So 10.02.2008 | | Autor: | Kroni |
Hi,
das Ruhesystem ist doch gerade so gewählt, dass [mm] v_{Zug} [/mm] in diesem System gleich 0 ist. D.h. insbesondere, dass [mm] E_{kin}=0 [/mm] ist. Denn der Koord.ursprung deines Systems fährt doch mit dem Zug mit. D.h. x(t)=const. => v(t)=dx/dt=0
LG
Kroni
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sry, aber erklär das bitte nochmal idiotensicher ohne allzu komplizierte formeln und sow xD
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:56 So 10.02.2008 | | Autor: | Kroni |
Hi,
schau dir mal meine andere Erklärung weite roben an. Hoffe, dass ihr dass so besser versteht =)
LG
Kroni
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