Hallo
Ich ( 11.Klasse ) habe in Physik einen Test geschrieben.
Das ist auch alles gut und schön den ich habe eine 1-.
Das Thema war Arbeit, Leistung, Energie. Aber ich habe bei einer Aufgabe einen sonderbaren Fehler gemacht, den sich auch mein Lehrer
zuerst nicht erklären konnte.
Gegeben sind die 3 Formeln :
1. E \'Spannernergie\' = 1/2*D*s²
2. E \'Potentielle Energie\' = m*g*h
3. E \'Kinetische Energie\' = 1/2*m*v²
E = Energie
D = Federkonstante
s = Strecke
m = Masse
g = Gravitation ( 9,81 N )
h = Höhe
v = Geschwindigkeit
Die Aufgabe : Wenn eine Masse von 400 Gramm auf eine Feder gestellt
wird, wird diese um 10 cm gestaucht.
Bestimmen sie die Federkonstante D !
Meine Rechnung:
Formel: E\'Pot Energie\' = m*g*h
m = 0,4 Kg
h = 0,1 Meter
g = 10
Daraus ergibt sich E \'Pot Energie\' = 0,4 Joule.
Dann E \'Pot\' in die Formel E\'Spann\' = 1/2*D*s²
E = 0,4 Joule
s = 0,1 Meter
Dann ergibt sich für D = 80 N/m, aber dieses ist falsch.
Und egal wieviel ich rumrechne ich komme nicht auf das richtige.
Könnt ihr helfen ?
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also den einzigen fehler den ich sehe ist der in der einheit für g [m/s²], der rest schaut eigentich richtig aus. der verlust an potentieller energie wird in verformungsenergie in der feder umgesetzt, idealisiert gesehen und bei einer idealen feder die dem hook´schen gesetz gehorcht (nicht das gesetz von unserem Hook ;o) ).
Eges = Epot + Ekin =konst.
wobei Eges die gesamte potentielle Energie der Kugel wäre, Epot die verbleibende und Ekin die Energie, die in der Feder gespeichert ist.
also ΔEpot=m0 x g x Δh
=0,4 [kg] x 9,81 [m/s²] x 0,1 [m]
=0,3924 [Nm]
Federenergie=0,5 x D x s² = 0,5 x 0,1² x D = 0,005 x D
=> 0,3924 [Nm] = 0,005 [m²] x D
=> D = 0,3924 / 0,005 [Nm/m²] = 78,48 [N/m]
ich wüsste wirklich nicht, was daran falsch sein soll.