Loopingverfahren/Todesspirale < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 19:14 Di 15.11.2005 | | Autor: | Mathe0 |
Hallo,
bräuchte dringend Hilfe zu einer Aufgabe, da wir morgen darüber eine Arbeit schreiben.
Und zwar geht es um die Todesspirale. Eine Kugel mit der Masse m rollt im Punkt A nach rechts los. Punkt B ist der unterste Punkte wo die Kugel in den Looping einrollt. C der oberste Punkt des Loopings. Dann ist noch der Punkt D vorhanden zu dem die Kugel nach dem durchlaufen des Loopings wieder hochrollt.
Als Angaben habe ich nur die Beziehungen:
h1 = 3r (also die Höhe zu PUnkt A) und h2 = r (die Höhe von Punkt D). Die Höhe von Punkt C ist 2r.
Bei der letzten Teilaufgabe soll ich angeben bis zu welchem Verhältnis von h1 und r das Loopingverfahren funktioniert, habe aber null Plan wie ich da drauf kommen soll. Ich hoffe es kann mir noch jemand helfen.
Schonmal vielen Dank
Mfg die Mathe0
Ich habe die Frage bereits auf http://www.physikerboard.de/topic,3490,-todesspirale.html gestellt, wo mir aber bis jetzt niemand weiterhelfen konnte.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 21:39 Di 15.11.2005 | | Autor: | ONeill |
Hy!
Also wenn die Kugel am "Start" ist, dann hat sie ja bereits eine bestimmte potentielle Energie. Diese berechnet man aus m*g*h.
Wenn sich die Kugel dann am hochsten Punkt der Spirale befindet, dann hat die Kugel sowohl potentielle Energie, als auch kinetische.
potentiellle ist vorhanden, weil die Kugel sich ja auf einer bestimmten Höhe befindet und runterfallen könnte und kinetische Energie, weil sie ja über den kritischen Punkt hinaus muss. hätte sie keine kinetische E., dann würde sie runterfallen.
Also setzt du die potentielle Energie(am "Start")= der potentiellen Energie(am höchsten Punkt im Loop)+der kinetischen Energie(am höchsten Punkt im Loop).
Daruas kann man dann auch auf das Höhenverhältniss kommen.
Ich hoffe du kannst mir folgen, wenn nicht helfen ich dir gerne wieder!
Greez ONeill
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 22:02 Di 15.11.2005 | | Autor: | steelscout |
Ich hätte diesselbe Antwort gegeben, bis ich folgende Tücke gesehen habe:
"h1 = 3r (also die Höhe zu PUnkt A) und h2 = r (die Höhe von Punkt D). Die Höhe von Punkt C ist 2r."
Wäre die Energie erhalten, dann müsste die Kugel nach durchlaufen des Looping wieder auf die Ausgangshöhe h1 steigen, was aber laut obiger Bedingung nicht der Fall ist.
Entweder fehlt da noch ein zusätzlicher Sachverhalt oder es geht wirklich Energie verloren, was das ganze komplizierter machen würde.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 23:07 Di 15.11.2005 | | Autor: | Mathe0 |
Hallo,
ich habe das jetzt glaube ich gerafft. Vielleicht kann mir jemand meine Lösung bestätigen.
Also erstmal ermittle ich mit welcher Geschwindigkeit die Kugel gerade noch durch kommt ohne herunter zu fallen.
[mm] F_z \ge [/mm] G
dann bekomme ich für [mm] v_c [/mm] = [mm] \wurzel{r*g}
[/mm]
Nun wende ich den Energieerhaltungssatz an:
[mm] m*g*h_A [/mm] = [mm] 1/2m*v_C+ m*g*h_C
[/mm]
Für das [mm] v_C [/mm] setze ich dann [mm] \wurzel{r*g} [/mm] ein und für [mm] h_C [/mm] 2r. Als Ergebnis bekomme ich dann [mm] h_A=2,5r [/mm]
Das müsste ja dann das Verhältniss sein das mindestens benötigt wird?
Mfg
P.S. Energie geht keine verloren.
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Ja, so passt das.
Wenn keine Energie verloren geht, würde mich allerdings schon interessieren, warum die Kugel die Ausgangshöhe nicht wieder erreicht.
(weil der komplette Ansatz darauf basiert).
Viel Erfolg bei der Arbeit. mfg steele
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