Lösung zu Aufgabe 1.2.15 aus der Sammlung von Kepe O.E.

Lösung zu Aufgabe 1.2.15 aus der Sammlung von Kepe O..

Dieses Produkt ist eine Lösung für Problem 1.2.15 aus einer Sammlung von Physikproblemen für Schüler und Schüler der weiterführenden Schulen, verfasst von Kepe O..

Das Problem besteht darin, den Druck zu bestimmen, den eine gleichmäßige Kugel mit einem Gewicht von 12 N auf eine glatte schiefe Ebene mit einem Neigungswinkel von 60 Grad ausübt. Die Lösung dieses Problems wird in Textform mit einer schrittweisen Erläuterung jeder Phase der Lösung präsentiert.

Dieses digitale Produkt richtet sich an diejenigen, die Physik studieren und ihre Kenntnisse in diesem Bereich verbessern möchten. Die Lösung von Problem 1.2.15 aus der Sammlung von Kepe O. ermöglicht es Ihnen, die Technik zur Lösung physikalischer Probleme zu verstehen und zusätzliche Übung bei der Lösung dieser Probleme zu erhalten.

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Lösung zu Aufgabe 1.2.15 aus der Sammlung von Kepe O.?. besteht darin, den Druck eines Balls auf einer glatten schiefen Ebene zu bestimmen, vorausgesetzt, der Ball wird von einem Seil in einem Neigungswinkel von 60 Grad gehalten.

Um das Problem zu lösen, ist es notwendig, den Energieerhaltungssatz anzuwenden, der besagt, dass die mechanische Energie eines Systems an allen seinen Punkten konstant bleibt, sofern keine äußeren Kräfte auf es einwirken.

In diesem Problem können wir eine Gleichung für die mechanische Energie eines Systems bestehend aus einer Kugel und der Erde aufstellen. In diesem Fall ist die potentielle Energie einer Kugel, die sich in einer Höhe h über dem Boden befindet, gleich mgh, wobei m die Masse der Kugel und g die Erdbeschleunigung ist. Die kinetische Energie des Balls ist Null, da er sich nicht bewegt.

Somit ist die mechanische Energie des Systems gleich der potentiellen Energie der Kugel in der Höhe h:

mgh = const

Die Höhe h kann durch den Neigungswinkel der Ebene und die Länge des Seils, das den Ball hält, ausgedrückt werden. Dazu können Sie geometrische Überlegungen und das Sinusgesetz nutzen:

h = l*sin(60°),

wobei l die Länge des Seils ist.

Dann kann die Gleichung für mechanische Energie wie folgt geschrieben werden:

mgl*sin(60°) = const

Von hier aus können wir den Druck des Balls auf die Ebene ausdrücken:

P = F/S = mg*cos(60°)/S = (12 Н)cos(60°)/(p(0,1 m)^2) ≈ 10,4 N/m^2

Dabei ist F die Kraft, mit der der Ball auf die Ebene einwirkt, S die Kontaktfläche des Balls mit der Ebene und π die Zahl pi.

Somit beträgt der Druck des Balls auf einer glatten schiefen Ebene etwa 10,4 N/m^2.

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