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Energieerhaltung maximale Beschleunigung

Universität / Fachhochschule

Tags: energieerhaltungssatz, Physik

 
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123Anonym

123Anonym aktiv_icon

12:53 Uhr, 14.11.2020

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Hallo, ich habe eine Aufgabe zu dem Energierhaltungssatz im Bezug auf Bungee-Jumping. Dabei ist folgendes gegeben:
- m= 60kg
- Seil ungespannt: 12m
- Fall: 31m
- Hooksche Gesetz gilt.

Erste Aufgabe war es die Federkonstante zu ermitteln:
m*g=k*xk=m*gx=60*9,8119=30,98Nm

Die zweite Aufgabe besteht nun darin die maximale Beschleunigung zu berechnen. Hier komme ich nun leider nicht weiter.

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.)
Online-Nachhilfe in Mathematik
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DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

14:55 Uhr, 14.11.2020

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Hallo, ich habe eine Aufgabe zu dem Energierhaltungssatz im Bezug auf Bungee-Jumping. Dabei ist folgendes gegeben:
- m= 60kg
- Seil ungespannt: 12m
- Fall: 31m
- Hooksche Gesetz gilt.


Nach dem Hookschen Gesetz haben wir bei der Tiefe 12+x die Kraft des Seils kx. In diesem Moment wirk auf den Springenden also die Gesamtkraft (Richtung nach oben) mg-kx. Für die Beschleunigung a in diesem Moment gilt also mg-kx=ma, also a=g-kx/m.
Jetzt braucht man nur Maximum dieser Funktion zu bestimmen.

Ich glaube übrigens nicht, dass deine Berechnung von k richtig ist. Du gehst dabei davon aus, dass ganz unten mg=kx gilt, was aber nicht sein kann, denn das würde bedeuten, dass auf den Springenden keine Kraft wirkt. Wie soll er dann nach oben kommen?
123Anonym

123Anonym aktiv_icon

16:23 Uhr, 14.11.2020

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Okay vielen Dank. Gibt es da noch eine andere "Formel" um k zu berechnen?
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DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

16:55 Uhr, 14.11.2020

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Du kannst Energieerhaltung nutzen, wie dein Titel schon sagt.
Potentielle Energie des gespannten Seils ist kx2/2 für die maximale Ausdehnung x, sie muss dem Unterschied in der potentiellen Energie der Erdanziehung entsprechen, die mgh ist mit h=Tiefe des Falls.
Also gilt mgh=kx2/2, bzw. 609.8131=k192/2, woraus k101.
Frage beantwortet
123Anonym

123Anonym aktiv_icon

17:05 Uhr, 14.11.2020

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Vielen Dank!