Warum kann ich die Energieerhaltung nicht verwenden, um das Verhältnis der Endgeschwindigkeiten auf verschiedenen Planeten zu finden?

Die Frage ist

Ein Massenobjekt M darf eine reibungslose Schrägrampe hinunterrutschen θ , und seine Geschwindigkeit am unteren Rand wird als v aufgezeichnet. Wenn der gleiche Prozess auf einem Planeten mit der doppelten Gravitationsbeschleunigung wie die Erde durchgeführt würde, was wäre seine Endgeschwindigkeit?

Meine Idee ist, die Energieerhaltung zu verwenden, um dies zu lösen. So,

K ich + U ich = K F + U F

Ich werde einstecken, was ich denke, dass ich kann (und das könnte sein, wo ich falsch gehe):

0 + M G H = M v 2 2 + 0

Auflösen nach v:

2 G H = v

Also wenn G verdoppelt, dann wird v mit einem Faktor von multipliziert 2 . Die Antwort ist jedoch, dass sich auch v verdoppelt.

Beachten Sie, dass die Frage hier nicht lautet, was die richtige Lösung ist, denn das habe ich. Meine Frage ist, wo ich falsch gelaufen bin.

EDIT: Da Sie alle sagen, dass ich nichts falsch mache, stellt sich wohl die Frage, was das Buch falsch macht?

Hier ist die Lösung, die das Buch gibt.

Der normale Vordergrund hebt die senkrechte Komponente der Schwerkraft auf und geht M G Sünde θ als Nettokraft auf das Objekt.

F N e T = M G Sünde θ = M A

A = G Sünde θ

Dies zeigt, dass A ist proportional zu G . Dann mit v = v 0 + A T Wir sehen, dass die Endgeschwindigkeit proportional zu a ist. Wenn dieser Planet also den doppelten Wert von hat G , erfährt das Objekt die doppelte Beschleunigung, was zu einer doppelten Endgeschwindigkeit führt.

Soweit ich das sehe, ist Ihre Analyse richtig. Es folgt sogar durch Dimensionsanalyse, ohne Mathematik zu machen.
@Javier Ich stimme zu, dass OP Recht hat, aber wie kann man es nur anhand der Dimensionsanalyse feststellen ?
@TheGhostOfPerdition: Die einzig mögliche Beziehung zwischen v , G Und H Ist v G H .
@Javier ja, aber das OP ist zwischen den Faktoren verwirrt 2 Und 2 , wie würden diese Faktoren die Dimension verändern?
@TheGhostOfPerdition Ich habe es bearbeitet, um die Lösung zu geben, die das Buch bietet
@ Javier Ich habe es bearbeitet ... ^
Das Problem ist, dass Sie die Höhe konstant halten, während das Buch die Zeitdauer des Gleitens konstant hält.
Ich würde mir das Buch erstatten lassen
@PeterR Es ist das Princeton Review AP Physic C-Buch.
Bitte lesen Sie unseren Leitfaden zum Schreiben guter Titel.

Antworten (1)

Die Geschwindigkeit verdoppelt sich nicht, wenn die Beschleunigung verdoppelt wird. Die relevante SUVAT-Gleichung lautet:

v 2 = u 2 + 2 A S

wo in diesem Fall u = 0 also bekommen wir:

v = 2 A S

Eine Verdoppelung der Beschleunigung bedeutet, dass sich die Geschwindigkeit verdoppeln würde, wenn die Fahrzeit konstant gehalten würde. In diesem Fall wird jedoch die Verfahrstrecke konstant gehalten. Die größere Beschleunigung bedeutet, dass das Objekt die konstante Strecke in kürzerer Zeit zurücklegt, sodass die doppelte Beschleunigung für eine kürzere Zeit wirkt. Deshalb erhalten wir die Quadratwurzelabhängigkeit der Geschwindigkeit von der Beschleunigung.

sie haben möglicherweise mit "demselben Vorgang" die gleiche Dauer des Gleitens gemeint.
dann wäre es doppelt so schnell
Die Frage spricht von einer reibungslosen Winkelrampe θ . Es sagt nichts darüber aus, dass die Länge der Rampe geändert wird.
Ich habe die aktualisierte Frage bearbeitet