Physik Forum

[Jukolb]

Hallo liebe Community.

Ich soll als Facharbeit die Aufgaben der IPHO 2011 lösen. Leider bin ich bei folgender Aufgabe noch zu keinerlei Ansatz gekommen.

Freifallturm
Der letzte Schrei in Freizeitparks sind Freifalltürme,
bei denen eine Gondel aus großer Höhe nahezu frei
fällt und dann abgebremst wird. Zum Bremsen sind
an der Gondel Magnete angebracht. Diese fallen in
geringem Abstand an Metallplatten vorbei, die an
dem Turm befestigt sind.
Betrachte einen Turm mit einer Fallstrecke von 70 m,
dessen vollbesetzte Gondel eine Masse von 20 Tonnen
hat. Nach 40 m freiem Fall wird die Gondel so
abgebremst, dass sie in einer Höhe von 2,0 m eine
Geschwindigkeit von nur noch 10 km h-1 besitzt. Die
Metallplatten haben eine Masse von insgesamt 2,0
Tonnen und bestehen aus Kupfer.
Bestimme, wie groß der Temperaturanstieg der
Metallplatten während eines Falls ist, wenn Reibung
vernachlässigt wird.
Die spezifische Wärmekapazität von Kupfer beträgt
385 J kg-1 K-1.

Kann mir jemand evtl. Literatur, andere Quellen nennen, die mir weiter helfen könnten?

[evB]

Huch ...

[Jukolb]

Genial. Danke. Nun noch alles verstehen und selber nochmal durchrechnen.

Vielen Dank

[evB]

Mein Ansatz ist unvollständig und unnötig kompliziert.

Schließlich wird ja weiter Energie frei, wenn er die 40 Meter überschritten hat. Es sind ja noch mal 28 Meter, in der noch mal gut so viel Lageenergie steckt, wie bisher in Geschwindigkeit umgewandelt worden ist. Außerdem braucht man ja gar nicht erst die Geschwindigkeit auszurechnen, sondenr kann direkt die Lageenergie nehmen.

Also kannst du im Prinzip direkt die Lageenergie E = mgh von 68 Metern nehmen, und davon die kleine kinetische Energie am Ende abziehen. Diese Energie kannst du dann mit der schon gezeigten Formel in einen Temperaturanstieg umwandeln.

Ich schätze, es wird dann am Ende ein Temperaturanstieg von vielleicht 17° sein.

[Jukolb]

Hm...

Was mir gerade noch in den Sinn kommt.

Ist der Temperaturanstieg nicht eig. hautsächlich auf die mag. Leistung zurück zu führen, und noch durch dne freien fall?
Ich denke zb. dass durch den Einsatz von starken Magneten Elektronen in den Cu Platten "bewegt" werden und somit Energie in Form von Wärme abgeben.

[evB]

Ja, das stimmt. Aber diese Energie muss ja irgendwo herkommen. Und der freie Fall (also die potenzielle Energie) ist die einzige Quelle. Mehr kann es nicht werden.

[1+e^{\pi i}=0]

Das ist ein Wettbewerb. Jukolb, was bringt es dir, wenn du dir die Aufgaben von jemand anderem lösen lässt?

[evB]

Hoffentlich ist das die erste Runde, bei der Mathe Olympiade ist ja bei der ersten Runde noch Hilfe erlaubt …

[1+e^{\pi i}=0]

Ja, es ist die erste, aber dennoch ist keine Hilfe erlaubt, wobei dein Beitrag viel mehr eine Lösung war.
Das Zitat stammt von dem Aufgabeblatt...

[evB]

@: Zumal sie ja noch nicht mal stimmt, schließlich habe ich die zweite Hälfte des Falls gar nicht bedacht.

[isi1]

Ich sperre mal wegen 'Wettbewerb'.