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Zentrifugalkraft und Gravitationskraft
 
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jonsen



Anmeldungsdatum: 15.10.2008
Beiträge: 3

Beitrag jonsen Verfasst am: 15. Okt 2008 17:03    Titel: Zentrifugalkraft und Gravitationskraft Antworten mit Zitat

hab da ein kleines Problem was ich einfach nicht hinbekomme:

In einer Rinne, die in Form eines Kreises(Radius R=30cm) gekrümmt ist, kann ein punktförmiger Körper der Masse 1kg reibungsfrei gleiten.
a) in welcher höhe befindet sich der Körper wenn sich die Rinne mit (winkelgeschw.) Omega= 10s^-1 um die vertikal Achse dreht?
b) Welche Arbeit wurde an dem Körper bis zum Erreichen der höhe h verrichtet?

Ich verstehe nicht wie ich den radius rausbekomme welchen ich ja brauche um die resultierende Kraft zu berechnen.
Die Aufgabe ist wie ein Karussel zu verstehen!
Danke schonmal
wishmoep



Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW

Beitrag wishmoep Verfasst am: 15. Okt 2008 17:37    Titel: Antworten mit Zitat

Du hast im Titel schon Stehen Gravitation und Zentripetal/-fugal-kraft stehen.

Kennst du Formeln für beide?
Und kennt du einen Zusammenhang zwischen Winkelgeschwindigkeit und Geschwindigkeit?
jonsen



Anmeldungsdatum: 15.10.2008
Beiträge: 3

Beitrag jonsen Verfasst am: 15. Okt 2008 18:02    Titel: Antworten mit Zitat

na die winkelgeschwindigeit gibt an wie sich der Winkel pro zeiteinheit ändert. und um die geschwindigkeit beim austreten aus einer bahn zu berechen nimmt man omega * radius.
mir fehlt denke ich nur ein kleiner knackpunkt den die zentripedalkraaft ist ja
m*w^2*r
und die grvitationskraft
m*g
aber weiter bringt mich das auch nicht muss man das ganze vielleicht über die energien berechnen?
bzw. wie verhalten sich die kräft welch wirkt gegen welche kraft?
wishmoep



Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW

Beitrag wishmoep Verfasst am: 15. Okt 2008 18:19    Titel: Antworten mit Zitat

Vielleicht nimmst du besser:









Und bevor du irgendetwas einsetzst. Welche Beziehung zwischen beiden Kräften muss gelten zwischen den Kräften? Kannst du dann iwas nach h hin auflösen?
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 15. Okt 2008 18:41    Titel: Antworten mit Zitat

wishmoep hat Folgendes geschrieben:





Hoppla, so kompliziert ist die Aufgabe nicht gemeint.

Hier braucht man statt diesen beiden Formeln einfach nur .

Mit den drei Formel, die jonsen hingeschrieben hat, bin ich also schon einverstanden.

Nun empfehle ich als nächsten Schritt unbedingt mal eine Skizze. Am besten eine, in der die Gravitationskraft und die Zentrifugalkraft eingezeichnet werden und so in Komponenten zerlegt werden, dass man sieht, welche Komponente jeweils die Kugel nur gegen die Rinne drückt, und welche Komponenten versuchen, die Kugel in der Rinne zu bewegen.
wishmoep



Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW

Beitrag wishmoep Verfasst am: 15. Okt 2008 18:42    Titel: Antworten mit Zitat

Gut - ja, wenn man die Höhe als Höhe relativ zum Rinnenboden betrachtet ja ... Augenzwinkern
jonsen



Anmeldungsdatum: 15.10.2008
Beiträge: 3

Beitrag jonsen Verfasst am: 15. Okt 2008 19:13    Titel: Antworten mit Zitat

also ich habs nun so das die kugel nicht weiter ansteigt wenn die gewichtskraft und die Zentrifugalkraft sich gegenseitig aufheben.

µ- soll der auslenkungswickel sein
w- die Winkelgeschw.

Fg= m*g*sinµ
und
Fz= m*w^2*r*cosµ
somit ist
tanµ = w^2*r/g

was mir einen winkel von 71,89° und
somit (r- r*cosµ)höhe von 0,2067m bringt wenn ich nix falsch gemacht habe

haut das so hin?
fetten dank auf jeden fall
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 15. Okt 2008 19:26    Titel: Antworten mit Zitat

Einverstanden smile

Wobei ich für eine Höhe von 0,2068 m wäre Augenzwinkern oder noch besser dafür, die Endergebnisse sinnvollerweise auf ein bisschen weniger geltende Ziffern zu runden smile
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