Seilkraft an versch. Stellen < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 10:55 Mo 05.11.2012 | | Autor: | Dmx |
| Aufgabe | Ein Körper der Masse 1 kg ist an einem 60 cm langen Seil befestigt. Er wird mit 60 Umdrehungen pro Minute auf einer vertikalen Kreisbahn herumgeschleudert. Berechnen Sie die Seilkraft, wenn
a) sich der Körper am höchsten Bahnpunkt befindet,
b) sich der Körper am niedrigsten Bahnpunkt befindet,
c) das Seil horizontal ausgerichtet ist!
d) Mit welcher Geschwindigkeit muss sich der Körper im höchsten Bahnpunkt
bewegen, damit die Seilkraft gerade Null ist? |
Hallo,
leider weiß ich nicht wie ich an die Aufgabe herangehen soll
und welche Formeln ich brauche.
Die Formel für Zentrifugalkraft lautet:
[mm] F_{ZF}= mrw^2 [/mm] oder [mm] \bruch{mv^2}{r} [/mm]
Nur weiß ich wirklich nicht wie ich anfangen soll.
Das größte Problem bei mir ist der Start.
Was brauch ich?
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Hallo,
es ist gleich, mit welcher der Formeln du rechnest, du musst nur die richtige Geschwindigkeit einsetzen. Von daher ist die Version mit der Winkelgeschwindigkeit vieelicht einfacher.
Der Witz an der Aufgabe ist der, dass sich im Seil zu der Zentrifugalkraft noch die Schwerkraft vektoriell dazugesellt.
Wird dir die Aufgabe damit klarer?
Gruß, Diophant
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 11:12 Mo 05.11.2012 | | Autor: | Dmx |
Danke für die schnelle Antwort.
Nein nicht wirklich, denn ich weiß nicht wie ich die Seilkraft bekomme.
[mm] F_{ZF}= mrw^2 [/mm]
Geg.: m=1kg
r=0,6m
w= 60 min^-1 = 1 s^-1
g= 9,81m/s
Ausrechnen kann ich somit die Zentrifugalkraft:
[mm] F_{ZF}=1kg*0,6m*9,81m/s*1(w)
[/mm]
Hoffe das ist korrekt.
Wie geht es nun weiter und wie bekomme ich die Seilkraft an den versch. Stellen?
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 11:21 Mo 05.11.2012 | | Autor: | M.Rex |
> Danke für die schnelle Antwort.
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> Nein nicht wirklich, denn ich weiß nicht wie ich die
> Seilkraft bekomme.
>
> [mm]F_{ZF}= mrw^2[/mm]
>
> Geg.: m=1kg
> r=0,6m
> w= 60 min^-1 = 1 s^-1
> g= 9,81m/s
>
> Ausrechnen kann ich somit die Zentrifugalkraft:
>
>
> [mm]F_{ZF}=1kg*0,6m*9,81m/s*1(w)[/mm]
>
> Hoffe das ist korrekt.
> Wie geht es nun weiter und wie bekomme ich die Seilkraft
> an den versch. Stellen?
Wie Diophant schon sagte, beziehe die Gewichtskraft des Körpers noch mit ein.
An der Tiefsten Stelle wirken beide in komplett gegengesetzer Richtung, am Hochpunkt der "Schwungbahn" in gleicher Richtung und an den horizontalen stellen wirken sie in einem Winke von 90° zueinander.
Zeichne das erstmal, und überlege dann, wie du die resultierende Kraft auf das Seil bestimmen kannst.
Marius
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 11:34 Mo 05.11.2012 | | Autor: | Dmx |
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> Zeichne das erstmal, und überlege dann, wie du die
> resultierende Kraft auf das Seil bestimmen kannst.
>
![[a]](/images/paperclip.gif "Dateianhänge") Dateianhang 1
so sieht es aus, denke aber es ist falsch oder?
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig | | Datum: | 12:02 Mo 05.11.2012 | | Autor: | M.Rex |
> >
> > Zeichne das erstmal, und überlege dann, wie du die
> > resultierende Kraft auf das Seil bestimmen kannst.
> >
> Dateianhang 1
> so sieht es aus, denke aber
> es ist falsch oder?
>
Leider ja. Welcher Pfeil soll denn die Gewichtskraft symbolisieren, welcher die Zentripetalkraft?
Wenn g die Gewichtskraft sein soll, warum wirkt g an der tiefsten Stelle auf einmal nach oben?
Wenn s die Gewichtskraft sein soll, darf sie rechts nicht waagerecht sein.
Marius
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 12:10 Mo 05.11.2012 | | Autor: | Dmx |
Danke für deine Geduld.
Jetzt sollte es aber stimmen.
Dateianhang 1
Du sagtest ich soll dir resultierende bilden.
Das wäre doch [mm] \wurzel{F_{ZF}^2+(g*m)^2}
[/mm]
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig | | Datum: | 14:41 Mo 05.11.2012 | | Autor: | leduart |
Hallo
du schreibst Zentrifugalkraft, du zeichnest die nötige Zentripetalkraft.
Wenn du mit zentripetalkraft rechnest und die Seilkraft berechnen willst:
das Seil muss immer die Zentripetalkraft aufbringen,
im untersten Punkt zusatzlich die Gewichtskraft. also unten [mm] F_s=F_z+mg
[/mm]
oben bringz die gewichtskraft einen Teil der zentripetalkraft auf, also [mm] F_s=F_z-mg
[/mm]
an der Seite links und rechts muss das Seil nur die zentripetalkraft aufgringen, da die Gewichtskraft hier denkrecht zum Seil wirkt, und das Seil ja nur in seine richtuung wirken kann.( die Gewichtskraft beschleunigt die masse hier nur, man hat Schwierigkeiten an einem Seil mit konstanter Geschwindigkeit rumzuschleudern, aber die Aufgabe sgt ja konstante Winkelgeschw. an.)
die 3 Kräfte also per Pythagoras zu addieren ergibt zwar die Gesamtkraft, aber nicht die Seilkraft.
Wenn du mit zentrifugalkraft rechnest, dann musst du die Pfeile dafür immer nach aussen einzeichnen, und Gewichtskraft und Zentrifugalkraft jeweils(oben und unten) addieren.
wenn man genau rechnen müsste, dann ist [mm] \omega [/mm] während der Umkreisung nicht konstant, oben am kleinsten, unten am größten,aber ich denke, so ist die Aufgabe nicht gemeint.
Gruss leduart
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![[a]](uploads/forum/00924016/forum-i00924016-n001.jpg "Dateianhänge"){kind=small}
Dateianhang 1![[a]](uploads/forum/00924023/forum-i00924023-n001.jpg "Dateianhänge"){kind=small}
Dateianhang 1