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Energetic
Anmeldungsdatum: 16.03.2010
Beiträge: 52
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 Energetic Verfasst am: 24. Feb 2011 17:26 Titel: Massestückchen auf Drehscheibe |
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Ein Schulaufgabe, bei der ich nicht so ganz weiterkomme  Die Aufgabe:
Auf einer Drehscheibe liegen drei gleich schwere Massestückchen. Die Drehscheibe wird langsam immer schneller. Welche der folgenden Aussagen sind richtig, welche falsch?
1. Alle drei Massen haben die gleiche Drehfrequenz.
2. Die dritte Masse hat eine drei mal so große Winkelgeschwindigkeit wie die erste.
3. Wenn die Scheibe sich mit 2 Hz dreht, dann hat die zweite Masse ein Bahngeschwindigkeit von ungefähr 0,5 m/s.
4. Die dritte Masse(die mit 6cm Abstand) wird als erste von der Drehscheibe rutschen, da sie die größte Umlaufzeit T hat.
Mein bisherigen Ergebnisse:
1. stimmt
2. stimmt nicht
3. stimmt 
4. Hier bin ich mir nicht sicher. Ich denke, das äußere Stückchen wird zuerst abrutschen, bin mir aber nicht sicher.
Es wäre nett, wenn ihr mir hier helfen könntet. (Ich suche Begründungen ohne die Zentrifugalkraft; also am besten mit Zentripedalkraft erklären)
MfG
| Beschreibung: |
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| Angeschaut: |
3004 mal |
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Zwei Dinge sind unendlich, das Universum und die menschliche Dummheit, aber bei dem Universum bin ich mir noch nicht ganz sicher. (Albert Einstein)
Was wir wissen, ist ein Tropfen, was wir nicht wissen, ein Ozean. (Newton) |
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Packo
Gast
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| Packo Verfasst am: 24. Feb 2011 19:40 Titel: |
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Schwer zu beantworten, weil man ja nicht weiß, welche der drei Massen die erste und welche die zweite ist.
4) ist auf alle Fälle falsch.
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 24. Feb 2011 20:03 Titel: Re: Massestückchen auf Drehscheibe |
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| Energetic hat Folgendes geschrieben: |
Die dritte Masse(die mit 6cm Abstand) wird als erste von der Drehscheibe rutschen, da sie die größte Umlaufzeit T hat. |
Da stehts doch!!
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Die Naturwissenschaft braucht der Mensch zum Erkennen, den Glauben zum Handeln. (Max Planck)
"I had a slogan. The vacum is empty. It weighs nothing because there's nothing there. (Richard Feynman) |
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Energetic
Anmeldungsdatum: 16.03.2010
Beiträge: 52
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| Energetic Verfasst am: 24. Feb 2011 20:06 Titel: |
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@planck1858:
Meinst du damit, dass die Aussage korrekt ist, oder das man doch genau weiß welches das betreffende Masssenstückchen ist - nämlich das mit den 6cm Abstand ?
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 25. Feb 2011 01:59 Titel: Re: Massestückchen auf Drehscheibe |
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| Energetic hat Folgendes geschrieben: |
1. stimmt
2. stimmt nicht
3. stimmt
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Einverstanden 
Dabei bin ich auch damit einverstanden, dass mit dem zweiten Stückchen das mit Abstand 4 cm gemeint sein wird.
| Zitat: |
4. Hier bin ich mir nicht sicher. Ich denke, das äußere Stückchen wird zuerst abrutschen, bin mir aber nicht sicher.
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Ich bin einverstanden, dass das äußerste Stückchen zuerst runterrutschen wird.
Aber schau mal die Formulierung in 4. genau an: Da steht nicht nur eine Aussage darüber, welches Stückchen zuerst runterrutscht, sondern obendrein noch ein Grund dafür. Prüfe mal die gesamte Aussage: Kannst du alle Teile dieser Aussage als richtig bestätigen? Und damit folgern, ob die gesamte Aussage 4 richtig oder falsch ist?
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 25. Feb 2011 02:01 Titel: |
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Den Beitrag von Planck oben würde ich empfehlen, zu ignorieren. Er trägt weder etwas dazu bei, zu zeigen, welches Stückchen das erste und welches das zweite ist, noch sagt er irgendetwas darüber aus, ob 4. richtig oder falsch ist.
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Energetic
Anmeldungsdatum: 16.03.2010
Beiträge: 52
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| Energetic Verfasst am: 25. Feb 2011 13:46 Titel: |
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Also ich denke mal es stimmt, dass das aüßere Massestückchen zuerst herunterfliegt. Aber ich glaube der Grund (die größte Umlaufdauer) stimmt nicht.
Könnte man als Begründung anführen, dass auf das äußere Massestückchen die kleinste Zentripedalkraft wirkt und es somit auch als erstes herunterfallen wird?
Denn es gilt ja  und da r bei dem äußeren Massestückchen am größten ist, ist die resultierende Kraft am kleinsten.
Klingt das plausibel?
lg
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 25. Feb 2011 13:52 Titel: |
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| Energetic hat Folgendes geschrieben: | Also ich denke mal es stimmt, dass das aüßere Massestückchen zuerst herunterfliegt. Aber ich glaube der Grund (die größte Umlaufdauer) stimmt nicht.
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Einverstanden. Denn welche der drei Umlaufsdauern der drei Stückchen ist am größten?
| Zitat: |
Könnte man als Begründung anführen, dass auf das äußere Massestückchen die kleinste Zentripedalkraft wirkt und es somit auch als erstes herunterfallen wird?
Denn es gilt ja und da r bei dem äußeren Massestückchen am größten ist, ist die resultierende Kraft am kleinsten.
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Vorsicht, die drei Stückchen unterscheiden sich in dieser Formel ja nicht nur durch ihren Radius. Welche andere Größe in dieser Formel hat obendrein noch je nach Stückchen einen unterschiedlichen Wert?
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Energetic
Anmeldungsdatum: 16.03.2010
Beiträge: 52
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| Energetic Verfasst am: 25. Feb 2011 16:20 Titel: |
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Die Bahngeschwindigkeit?
Masse, Umlaufdauer, Winkelgeschwindigkeit sind ja gleich...
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 25. Feb 2011 16:44 Titel: |
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Und was ist nicht gleich?
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Energetic
Anmeldungsdatum: 16.03.2010
Beiträge: 52
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| Energetic Verfasst am: 25. Feb 2011 16:49 Titel: |
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Hab ich doch gesagt
| Zitat: | | Die Bahngeschwindigkeit |
Sons fällt mir nix weiteres ein. 
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 25. Feb 2011 18:54 Titel: |
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Einverstanden. Magst du damit mal zum Beispiel für alle drei Kugeln ausrechnen, wie groß jeweils die Zentripetalkraft ist, die man braucht, um sie in der Bahn zu halten?
Oder magst du dir vielleicht sogar die Formel für die Zentripetalkraft so umschreiben, dass in ihr bis auf eine Variable nur konstante Größen stehen, so dass du noch schneller und direkter sehen kannst, für welches der Massestückchen die Zentripetalkraft am größten sein muss, wenn es in seiner Bahn gehalten werden soll?
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Energetic
Anmeldungsdatum: 16.03.2010
Beiträge: 52
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| Energetic Verfasst am: 25. Feb 2011 21:00 Titel: |
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Bei der Annahme, dass die Massestückchen 0,01kg wiegen erhält man folgende Zentripedalkräfte:
- Die Masse mit r = 6cm: 9,47N
- Die Masse mit r = 4cm: 4,21N
- Die Masse mir r = 2cm: 3,16N
Meinst du mit der Formelumstellung ,dass ich V durch 2*Pi*r*f ersetze?
Dabei kommt folgendes raus:
²}{r} = m \cdot 4 \cdot Pi^2 \cdot r \cdot f²)
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 25. Feb 2011 21:50 Titel: |
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Welche der Größen rechts unterscheidet sich bei den Massestücken?
Welche Konsequenz hat das bezüglich der Kraft links?
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Energetic
Anmeldungsdatum: 16.03.2010
Beiträge: 52
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| Energetic Verfasst am: 26. Feb 2011 00:07 Titel: |
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r ist immer unterschiedlich. Und je größer r ist, desto größer ist die Zentripetalkraft.
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 26. Feb 2011 01:10 Titel: |
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| Energetic hat Folgendes geschrieben: | | r ist immer unterschiedlich. Und je größer r ist, desto größer ist die Zentripetalkraft. |
Einverstanden Denn die anderen Größen in deiner nunmehr umgeformten Gleichung dafür sind ja für alle drei Massestückchen gleich groß.
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Energetic
Anmeldungsdatum: 16.03.2010
Beiträge: 52
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| Energetic Verfasst am: 26. Feb 2011 17:49 Titel: |
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Aber inwiefern hilft mir das dabei herauszufinden, welches Stückchen zuerst herunterfällt?
Ich denke mal, das Stückchen mit dem kleinsten Radius wird zuerst anfangen zu rutschen, da auf dieses ja die kleinste Zentripetalkraft wirkt. Aber dabei vergrößert sich dann ja der Radius, was wiederum die Kraft verändert.
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 27. Feb 2011 21:57 Titel: |
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Moment, du hast nicht die Zentripetalkraft ausgerechnet, die auf ein rutschendes Massestückchen wirklich wirkt.
Du hast ausgerechnet, welche Zentripetalkraft nötig ist für jedes Massestückchen, damit es auf seiner Kreisbahn bleiben kann und nicht anfängt zu rutschen.
Je kleiner diese erforderliche Zentripetalkraft ist, umso eher schafft es also das Teilchen mit Hilfe der Reibungskraft als Zentripetalkraft auf der Kreisbahn zu bleiben. Und je größer diese erforderliche Zentripetalkraft ist, um so eher schafft es das Massestückchen nicht, auf seiner Kreisbahn zu bleiben und fängt an, nach außen wegzurutschen.
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Energetic
Anmeldungsdatum: 16.03.2010
Beiträge: 52
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| Energetic Verfasst am: 28. Feb 2011 16:20 Titel: |
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ach so; jetzt hab ichs verstanden ... Danke
Wenn man die Lösung kennt ist es eigentlich total leicht 
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