Ein großes Modellflugzeug mit einer Masse von
Hinweis: Der Zusammenhang zwischen Federkraft
Die Energiebilanz für geschlossene Systeme lautet:
Integrieren von Zustand 1 bis Zustand 2 führt zu:
Im Folgenden ist die Wahl der betrachteten Systemgrenze entscheidend für die weitere Lösung der Aufgabe. Um die Auswirkungen unterschiedlich gewählter Systemgrenzen zu verdeutlichen, werden hier zwei mögliche Lösungswege vorgestellt:
Erste Lösungsmöglichkeit (Energiebilanz um das gesamte System)
Die Energiebilanz mit dieser Systemgrenze führt zu:
Für
Eingesetzt ergibt sich:
Zweite Lösungsmöglichkeit (jeweils eine Energiebilanz um das Flugzeug und die Feder)
Die Systemgrenze wird um das Flugzeug gezogen, so dass sich die Energie des Flugzeugs um die Arbeit
Die Energiebilanz um das Flugzeug sieht somit wie folgt aus:
Die Energiebilanz um die Feder sieht wie folgt aus:
Damit folgt