Kinetische Energie

ChrisM

Hi,

ich habe jetzt schon seit Anfang des Schuljahrs folgendes Verständnisproblem.

Die Formel für die kinetische Energie ist ja 1/2*mv^2. Was mich etwas stört, ist das Quadrat. Bisher hab ich mir das einfach über das Integral klargemacht, aber das ist ja nur eine grafische Erklärung.

Wenn ich mir jetzt aber folgende Situation vorstelle: Ich bin auf einem Raumschiff und habe einen Antrieb mit einer Leistung von 1000W, d.h. einem Verbrauch von 1000J/s. Der Einfachheit beschleunigt dieser das Schiff mit 1m/s^2.

Jetzt gilt aber ja folgendes:
1s Laufzeit -> 1000J & 1m/s
2s Laufzeit -> 2000J & 2m/s
usw.

Wo ist da jetzt der quadratische Zusammenhang?

ChrisM

volkard

ChrisM schrieb:

Wenn ich mir jetzt aber folgende Situation vorstelle: Ich bin auf einem Raumschiff und habe einen Antrieb mit einer Leistung von 1000W, d.h. einem Verbrauch von 1000J/s. Der Einfachheit beschleunigt dieser das Schiff mit 1m/s^2.

war es nicht so, daß das raumschiff immer lahmer in seiner beschleungung wird, wenn du nur konstante leistung bringst?

also mein autochen macht das so, und mein fahrrad auch. liegt das echt nur an den widerständen, oder auch daran, daß es einfach mehr energie braucht, von 10 auf 20 sachen zu kommen, als von 0 auf 10?

scrub

ChrisM schrieb:

Jetzt gilt aber ja folgendes:
1s Laufzeit -> 1000J & 1m/s
2s Laufzeit -> 2000J & 2m/s
usw.

Wo ist da jetzt der quadratische Zusammenhang?

ganz einfach, du meinst zwei verschiedene abhängigkeiten.

die kinetische energie ist abhängig von masse und geschwindigkeit, wobei die abhängigkeit von der geschwindigkeit quadratisch ist.

dann hast du als weiteres die geschwindigkeit, die linear von der beschleunigung abhängt. deshalb hast du bei konstanter beschleunigung des raumschiffs die ergebnisse, die ich von dir zitiert habe. die verbrauchte energie hängt auch linear ab.
also ist es völlig klar, daß nach doppelter zeit die doppelte energie verbraucht wurde und das raumschiff doppelt so schnell ist.

borg

volkard schrieb:

liegt das echt nur an den widerständen

ja

volkard

borg schrieb:

volkard schrieb:

liegt das echt nur an den widerständen

ja

ich möchte noch eine zweite meinung hören.

MamboKurt

volkard schrieb:

borg schrieb:

volkard schrieb:

liegt das echt nur an den widerständen

ja

ich möchte noch eine zweite meinung hören.

ja es ist so

ChrisM

Hi,

also ist es völlig klar, daß nach doppelter zeit die doppelte energie verbraucht wurde und das raumschiff doppelt so schnell ist.

Aber wo kommt dann die kinetische Energie her?

Ich dachte (im Idealfall) ist es so, dass die Energie, die der Antrieb verbraucht, zu 100% in kinetische Energie umgesetzt wird...

ChrisM

Henno

Vokard, muss ja so sein, sonst würdest du ja recht einfach die Lichtgeschwindigkeit durchbrechen können.

Die quadratische Formel ist ja nur eine Näherung für kleinere Geschwindigkeiten.

Aber erklären, wieso die Energie nicht linear mit der Geschwindigkeit zunimmt, kann ich jetzt irgendwie auch nicht. Frag mal Einstein *g*

volkard

Loggy schrieb:

Vokard, muss ja so sein, sonst würdest du ja recht einfach die Lichtgeschwindigkeit durchbrechen können.

darum geht mir's nicht. gehen wir vom newton-universum aus mit ganz ohne relativisteschen effekten.

mir will nicht in den kopf hinein, warum eine konstante leistung gleich eine konstante kraft zur folge haben sollte. wäre das so, käme natürlich auch eine konstante beschleunigung raus. aber isses so?

muss ich nicht eher, wenn ich bei stillstehendem raumschiff mit 100km/h nach hinten gepustet hatte, bei nem 50km/h fliegenden raumschiff nen gleichdicken strahl nicht mit 150km/h rauspusten, damit die kraft gleich bleibt?

ich würde gerne eine dritte meinung hören.

borg

volkard schrieb:

muss ich nicht eher, wenn ich bei stillstehendem raumschiff mit 100km/h nach hinten gepustet hatte, bei nem 50km/h fliegenden raumschiff nen gleichdicken strahl nicht mit 150km/h rauspusten, damit die kraft gleich bleibt?

wie kannst du in einem leeren universum ohne planeten und co feststellen das du 100km/h schnell bist? wie soll die kraft feststellen können das du 100km/h schnell bist um eine andere beschleunigung zu verursachen?
das ist doch alles eine frage des blickwinkels. angenommen das universum bewegt sich mit 100km/h an mir vorbei und mein raumschiff steht. jetzt verursache ich besagte kraft um von 0 auf 100 zu kommen (in die entgegengesetzte richtung in die sich das universum bewegt ). tja, hab ich jetzt von 0 auf 100 oder von 100 auf 200 beschleunigt?

volkard

borg schrieb:

wie kannst du in einem leeren universum ohne planeten und co feststellen das du 100km/h schnell bist?

also wenn du definierst, daß man das nicht feststellen kann, dann folgere ich, daß die kinetische energie des schiffs immer 0 ist.

Jester

Wir haben doch F=m*a. Also: a = F/m. Wenn ich jetzt immer die gleiche Kraft aufbringe hab ich immer die gleiche Beschleunigung. Glaubt irgendjemand, daß die Leistung die ich erbringe indem ich ne konstante Kraft wirken lasse immer größer wird, wenn ich schon schnell bin?
Bin ich dann in nem ICE leistungsfähiger???

Henno

Glaubt irgendjemand, daß die Leistung die ich erbringe indem ich ne konstante Kraft wirken lasse immer größer wird, wenn ich schon schnell bin?

Ja.

E = F * s

E = P * t

P = F * s/t
P = F * v

Bei konstanter Kraft und steigender Geschwindigkeit erhöht sich die Leistung.

Bin ich dann in nem ICE leistungsfähiger???

Wenn du es schaffst auf einen ICE mit 250 km/h noch die gleiche Schubkraft aufzubringen, wie auf einen ICE bei 5 km/h wärst du wesentlich Leistungsfähiger.

Aber ist auch Logisch. Leistung ist Arbeit / Zeit. Und Arbeit ist Kraft mal Weg. Und bei höherer Geschwindigkeit lege ich bei gleicher Zeit viel größeren Weg zurück.

volkard

Jester schrieb:

Glaubt irgendjemand, daß die Leistung die ich erbringe indem ich ne konstante Kraft wirken lasse immer größer wird, wenn ich schon schnell bin?
Bin ich dann in nem ICE leistungsfähiger???

du bist im ICE wohl nicht leistungsfähiger, weil du die füße nur auf den ICE-boden abstützt. würdest du dir füße raushalten auf die gleise und bei 250 sachen den ICE beschleunigen, wäreste stärker, als wenn du das aus geringer gescwindigkeit machen würdest.

Das kommt nur auf das Bezugssystem an. Wenn man Dich von ausserhalb des ICEs betrachtet hast Du eine Geschwindigkeit von 250 km/h obwohl Du Dich nicht bewegst(Bezugssystem ICE). Wenn Du Dich nun in Fahrtrichung des ICEs bewegst erhöhst Du zum Bezugssystem Erde Deine Geschwindigkeit usw. -> Du bist Leistungsfähiger! In Bezug auf das Bezugsystems ICE bist Du gleich Leistungsfähig bei 5 oder 250 km/h.

borg

@volkard

spiegel schrieb:

Die Beschleunigung, die die Photonen von der Sonne liefern, ist winzig. Doch sie hat einen Vorteil: Im Gegensatz zum Schub aus konventionellen Triebwerken steht sie konstant zur Verfügung. Da die Geschwindigkeit der Sonde zwar langsam, dafür aber immer weiter wächst, soll "Cosmos 1" mit der Zeit eine beachtliche Geschwindigkeit erreichen.

http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltraum/0,1518,361476,00.html

Oh Mann, wie wäre es mit denken? Dann müsste man keine Seitenlange Diskussion eröfffnen.

ChrisM schrieb:

Jetzt gilt aber ja folgendes:
1s Laufzeit -> 1000J & 1m/s
2s Laufzeit -> 2000J & 2m/s
usw.

Ach ja? Seit wann gilt denn W = F * t ?! Es heisst immer noch W= F * s.

Und es ist ja wohl auch bekannt, der Motor braucht mehr Benzin, wenn er hoch dreht und die Schaltung benutzt man ja auch nicht nur zum Spass.

Bye, TGGC (Dem beste BdT)

Bin zwar von Haus aus kein Physiker hab aber irgendwo gelesen das nach Einstein Beschleunigung proportional zur Gravitation ist. Dh für mich evtl zu einfach gedacht ja der quadratische Term der Bewegungsenergie lässt sich von der "Lageenergie" ka ob die so heisst (höhe) ableiten und der quadratische term könnte durch den gekrümmten Raum entstehen.

c°h° schrieb:

Bin zwar von Haus aus kein Physiker hab aber irgendwo gelesen das nach Einstein Beschleunigung proportional zur Gravitation ist. Dh für mich evtl zu einfach gedacht ja der quadratische Term der Bewegungsenergie lässt sich von der "Lageenergie" ka ob die so heisst (höhe) ableiten und der quadratische term könnte durch den gekrümmten Raum entstehen.

lasst doch mal den einstein in ruhe. nachher sagt einer, die energie sei proportional zur masse (oder will einer E=mc^2 anzweifeln?) und leitet daraus ab, daß die kinetische energie gar nicht zunimmt (oder reziprok mit faktor tau, aber das wäre auch nicht sachdienlich).

ich glaube aber dasman mit einsteins ideen das ganze recht leicht begründen kann, weil janach der speziellen relativitätstheorie auch die masse bei steigender geschwindigkeit zunimmt undda es mehr energie benötigt schwereremassen im gleichenmasse zu beschleunigen kann das ja nicht linear verlaufen oder ?