Zentripetalkraft < Mechanik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 12:54 Fr 18.07.2014 | | Autor: | Smuji |
| Aufgabe | Eine Kugel der Masse m=20g hängt an einem Faden der Länge l=50cm und bewegt sich auf einer horizontalen Kreisbahn mit dem Radius r= 40cm (Kegelpendel)
a) Wir große ist der Winkel [mm] \alpha [/mm] mit der Vertikalen ?
b) Errechne die Zentripedalkraft und die Kraft im Seil?
c) Wie groß ist die Umlaufzeit T der umlaufenden Kugel ? |
Hallo,
ok bei dieser Aufgabe gibt es für mich schon mehr Probleme...
a) noch recht einfach...Gegenkathete / Hypothenuse = Sinus [mm] \alpha [/mm] und davon der Arcussinus ist der Winkel = 0,4m / 0,5m = 0,8 = 53,13°
b) hierfür suche ich nach einer Formel.... laut Formelsammlung gibt es die Fzp= m * r * [mm] (omega)^{2}....allerdings [/mm] weiß ich nicht was omega ist und kann das auch nicht ausrechnen, da mir dazu T fehlt....
wie komme ich hier weiter ?
Gruß Smuji
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 13:55 Fr 18.07.2014 | | Autor: | hippias |
Ueberlege Dir welche Kraefte wirken muessen, damit die Kugel auf der Kreisbahn bleibt. Damit findest Du die Fliehkraft.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:14 Fr 18.07.2014 | | Autor: | Smuji |
wenn wir nun mal vom idealfall ausgehen, d.h. keine reibung mit der luft, gibt es 3 kräfte... die die drehrichtung vorgibt, die zentrifugalkraft UND, die kraft die zum mittelpunkt zeigt....diese wird ja durch die erdanziehungskraft gesteuert........
ich finde da nur keine formel die ich nach Fzp (Zentrifugalkraft) umstellen kann....
die zentrifugalkraft, ist ja die kraft, die die kugel nach aussen drückt, richtig ?!?
demnach müsste man die gewichtskraft in ihre teile zerlegen. sprich mit hilfe des winkels schauen, wieviel F in richtung erde zeigt, so ne art hypothenuse und der rest muss...ach. k.a. war nur so von mir philosophiert
gruß smuji
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(Antwort) fertig | | Datum: | 21:00 Fr 18.07.2014 | | Autor: | chrisno |
1. Mach eine Zeichnung: vektorielle Addition der Kräfte auf den Pendelkörper
2. Benutze die Zentrifugalkraft nur, wenn Du dazu ausdrücklich gezwungen wirst. Die Zentripetalkraft ist die Kraft, die Du benötigst.
3. Nenne nun die Kräfte präzise mit ihrer Richtung
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:36 Sa 19.07.2014 | | Autor: | Smuji |
komm nicht ganz drauf...vllt. so ?
[Dateianhang nicht öffentlich]
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Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:13 Sa 19.07.2014 | | Autor: | chrisno |
schon mal eine Skizze. Der fehlen aber die Kraftpfeile. Alle greifen an dem Massenpunkt an.
Die Schwerkraft [mm] $F_g [/mm] = ....$ zieht in welche Richtung? Zeichne den Vektor der Schwerkraft ein.
Das Seil [mm] $F_s$ [/mm] zieht in welche Richtung? Zeichne den Vektor der Seilkraft ein.
Bilde zeichnerisch die Summe dieser beiden Kräfte. Pass die ganze Zeichnung so an, dass die Kräftesumme genau waagerecht zeigt. Das ist die Zentripetalkraft.
Sobald die Skizze da ist, können wir an die Rechnungen gehen.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 13:09 So 20.07.2014 | | Autor: | Smuji |
habe meine zeichnung irgendwie verlegt und finde sie nicht mehr. musste also nochmal neu zeichnen.
[Dateianhang nicht öffentlich]
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 14:41 So 20.07.2014 | | Autor: | Smuji |
sorry, der vorherige post sollte keine mitteilung sein...eine frage triffts besser
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 14:45 So 20.07.2014 | | Autor: | Diophant |
Hallo,
> sorry, der vorherige post sollte keine mitteilung
> sein...eine frage triffts besser
der betreffende Post wurde von mir in eine Mitteilung umgewandelt. Weil er nämlich nicht den Hauch einer Frage enthält. Ich habe gleichzeitig dafür gesorgt, dass der Thread in der Liste der offenen Fragen verbleibt, indem ich die vorige Frage wieder auf 'teilweise beantwortet' gesetzt habe.
Ich würde dich bitten, jetzt mal etwas Geduld aufzubringen, bis jemand kommt, der dir antworten kann bzw. möchte. In der Zwischenzeit könntest du dir einmal Gedanken machen über Sinn und Zweck der unterschiedlichen Artikelarten hier im Matheraum. Vielleicht kommst du dann wenigstens mal so weit, diese Möglichkeiten sinnvoll zu nutzen.
Gruß, Diophant
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(Antwort) fertig | | Datum: | 18:27 So 20.07.2014 | | Autor: | leduart |
Hallo
die einzige wirklich wirkende Kraft, m*g senkrecht nach unten, hast du nicht gezeichnet! sie wird zerlegt in die nötige Zentripetalkraft [mm] \vec{F_z}und [/mm] die Kraft, [mm] \vec{F_s} [/mm] die das Seil spannt!
also zeichne die Vektoren und addiere sie.
(mgh als Kraft ist schlimm!)
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:57 Mi 23.07.2014 | | Autor: | Smuji |
| Aufgabe | | [Dateianhang nicht öffentlich] |
ok, hab sie nun eingezeichnet...das heißt ja, dass die gewichtskraft, also die zur erde hin, sich aus den anderen beiden zusammensetzt.
Fg = Fzp + Fseil
m * g = Fzp + Fseil
0,020kg * 9,81m/s = Fzp + Fseil
1,962N = [mm] (m*r*w^{2}) [/mm] + Fseil
und nun?
gruß smuji
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig | | Datum: | 18:07 Mi 23.07.2014 | | Autor: | chrisno |
> ok, hab sie nun eingezeichnet...das heißt ja, dass die
> gewichtskraft, also die zur erde hin, sich aus den anderen
> beiden zusammensetzt.
So stimmt das nicht.
>
> Fg = Fzp + Fseil
Noch einmal:
Auf den Körper wirkt die Gewichtskraft. Die kannst Du berechnen.
Weiterhin zieht das Seil in seiner Richtung an dem Körper. Die Richtung dieser Kraft kennst Du, die Größe noch nicht.
Als Resultierende (= Summe) dieser beiden Kräfte ergibt sich die Zentripetalkraft, die führt den Körper auf der Kreisbahn. Die Richtung der Zentripetalkraft kennst Du auch, die Größe noch nicht.
Nun schreibe die Gleichung richtig als Gleichung mit Vektoren hin. Dann machst Du eine Zeichnung, in der nur diese drei Vektoren (Kräfte) zu erkennen sind und zwar so, dass auch die vektorielle Summe erkennbar ist.
Danach, aber erst danach, in dieser Zeichnung ein Dreieck erkannt, das zur Lösung führt.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:26 Do 24.07.2014 | | Autor: | Smuji |
| Aufgabe | | [Dateianhang nicht öffentlich] |
ok, so ganz habe ich es noch nicht verstanden, aber probieren wir es mal....
also setzt sich die zentripedalkraft aus der gewichtskraft und der seilkraft zusammen....
d.h.
[mm] \overrightarrow{Fg} [/mm] + [mm] \overrightarrow{Fseil} [/mm] = [mm] \overrightarrow{Fzp}
[/mm]
[mm] \overrightarrow{Fg} [/mm] = m * g
[mm] \overrightarrow{Fseil} [/mm] = ?
[mm] \overrightarrow{Fzp} [/mm] = ?
wie meinst du das mit der vektoriellen summe ? soll ich ein lot fällen ?
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 12:54 Mi 30.07.2014 | | Autor: | Smuji |
| Aufgabe | | [Dateianhang nicht öffentlich] |
habe es noch nicht gnz verstanden...ich soll die zwei vektoren addieren, dann erhalte ich mein dreickeick....daraus kann ich dann die kraft in richtung Fzp. bestimmen... mit hilfe des cosinus mal Fseil...
mal eine frage, würde ich cosnius mal beta rechnen, bekomme ich die anteile von fseil, die in richtung Fzp zeigen....
würde ich aber nun Fg und Fseil addieren und danach cosinus beta rechnen, würde ich die gesamte kraft in Fzp-richtung erhalten, richtig ?
nun habe ich aber keine werte zum einsetzen ?!?
gruß smuji
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig | | Datum: | 15:18 Mi 30.07.2014 | | Autor: | chrisno |
Das Ziel kommt in Sicht. Du hast ein rechtwinkliges Dreieck. Da Du beta kennst, kennst Du alle drei Winkel. Eine Seitenlänge kennst Du auch, nämlich die, an der [mm] $F_g$ [/mm] steht. Das ist eine Kathete. Damit kannst Du die Länge der Hypotenuse berechnen, dann die Länge der anderen Kathete.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 16:46 Mi 30.07.2014 | | Autor: | Smuji |
sorry, aber ich kann dir gerade leider nicht folgen...
wo habe ich bei Fg die Seitenlänge ?
ich habe die seitenlänge der schnur an der das gewicht hängt....
EDIT:
warte, ich glaube ich weiß was du meinst
ich habe nun den addierte Fg vektor, welcher sozusagen das lot von der spitze des Fseil bildet... d.h. ich habe die gegenkathete und habe den winkel und kann damit die hypothenuse errechnen..
allerdings frage ich mich,
wie? berechne ich das ? mit welchen werten ?
evtl. so:
[mm] \bruch{gegenkathete}{sinbeta} [/mm] = hypothenuse
[mm] \bruch{0,02kg*9,81m/s}{sin(36,87°)} [/mm] = 0,3269N
d.h.
Fg+Fseil = Fzp
(0,02kg*9,81m/s) + 0,3269N = 0,5231N ????
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(Antwort) fertig | | Datum: | 18:42 Mi 30.07.2014 | | Autor: | chrisno |
Die Sache mit den Vektoren und dem Dreieck hast Du wirklich noch nicht begriffen.
Die vektorielle Summe hattest Du richtig: $ [mm] \overrightarrow{Fg} [/mm] $ + $ [mm] \overrightarrow{Fseil} [/mm] $ = $ [mm] \overrightarrow{Fzp} [/mm] $
Die Zeichnung der drei Vektoren war auch im Wesentlichen richtig.
Wenn Du die Zeichnung ansiehst, siehst Du ein Dreieck:
Kathete 1 = Gewichtskraft mit [mm] $F_g$ [/mm] = 0,1962 N könntest Du diese Kathete 2,0 cm lang zeichnen.
Hypotenuse = Seilkraft mit [mm] $F_S [/mm] = [mm] \br{F_g}{\sin(\beta)} [/mm] = 0,327$N könntest Du die Hypotenuse 3,3 cm lang zeichnen.
Und nun willst Du die Länge der dritten Seite eines Dreiecks erhalten, indem Du die Längen der beiden anderen addierst!
> 0,02kg*9,81m/s) + 0,3269N = 0,5231N
Das ist Unfug.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 11:26 Do 31.07.2014 | | Autor: | Smuji |
hallo,
was genau ist kathete 1 ? ankathete ? gegekathete? zu welchem winkel ?
und wie kommst du auf die 2cm oder 3,3 cm?
EDIT:
ok, wenn also meine gegenkathete die gewichtskraft ist.....mit hilfe dieser und dem winkel, kann ich die seilkraft bestimmen
nun könnte ich doch pythagoras helfe um die resultierende Fzp zu erhalten ?
[mm] a^{2} [/mm] + [mm] b^{2} [/mm] = [mm] c^{2}
[/mm]
daraus folgt: [mm] a^{2} [/mm] = [mm] c^{2} [/mm] - [mm] b^{2}
[/mm]
= 0,2641379N
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:13 Do 31.07.2014 | | Autor: | chrisno |
> hallo,
>
> was genau ist kathete 1 ? ankathete ? gegekathete? zu
> welchem winkel ?
>
> und wie kommst du auf die 2cm oder 3,3 cm?
Versuch möglichst einfach das Dreieck maßstäblich zu zeichnen. Als Faktor zum Umrechnen zwischen Betrag der Kraft und Länge des Pfeils wollte ich nur Zehnerpotenzen nehmen. Über 30 cm passt nicht auf ein Blatt und 3 mm sind zum Zeichnen etwas klein.
>
>
>
> EDIT:
>
> ok, wenn also meine gegenkathete die gewichtskraft
> ist.....mit hilfe dieser und dem winkel, kann ich die
> seilkraft bestimmen
>
>
> nun könnte ich doch pythagoras helfe um die resultierende
> Fzp zu erhalten ?
>
>
> [mm]a^{2}[/mm] + [mm]b^{2}[/mm] = [mm]c^{2}[/mm]
>
>
> daraus folgt: [mm]a^{2}[/mm] = [mm]c^{2}[/mm] - [mm]b^{2}[/mm]
>
> = 0,2641379N
![[ok]](/images/smileys/ok.gif "[ok]")
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 13:11 Fr 01.08.2014 | | Autor: | Smuji |
vielen dank !!!
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(Frage) überfällig  | | Datum: | 12:32 So 03.08.2014 | | Autor: | Smuji |
| Aufgabe | Eine Kugel der Masse m=20g hängt an einem Faden der Länge l=50cm und bewegt sich auf einer horizontalen Kreisbahn mit dem Radius r= 40cm (Kegelpendel)
c) Wie groß ist die Umlaufzeit T der umlaufenden Kugel ? |
Hallo,
nun versuche ich den letzten Teil dieser Aufgabe zu lösen.
Ich erhalte die Umlaufzeit mit Hilfe der Formel
omega= [mm] \bruch{2Pi}{T}
[/mm]
allerdings fehlt mit omega ?
EDIT: ich glaube ich habs....
aus der formel:
Fzp = m * f * [mm] omega^2
[/mm]
kann ich mir mein omega herleiten....
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 13:20 Di 05.08.2014 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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![[notok]](/images/smileys/notok.gif "[notok]"){kind=small}
Der Vektorpfeil hat etwas zu bedeuten, Du kannst nicht auf die eine Seite einen Vektor und auf die andere Seite eine reelle Zahl schreiben. Es ist eh kein guter Weg.
