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Hohl- und Vollzylinder schiefe Ebene hinauf
 
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Sahra



Anmeldungsdatum: 12.11.2007
Beiträge: 11

Beitrag Sahra Verfasst am: 12. Nov 2007 20:02    Titel: Hohl- und Vollzylinder schiefe Ebene hinauf Antworten mit Zitat

Hallo

Ich bin gerade im ersten Semester meines Physikstudiums und benötige bei einer Aufgabe ein wenig Hilfe

Ein Vollzylinder und ein Hohlzylinder mit gleicher Masse und gleichen Außenradien R rollen mit gleicher Anfangsgeschwindigkeit w0 <--- omega
auf einer horizontalen Ebene und dann eine schiefe Ebene hinauf.
Bei welcher Höhe kehren sie um? (R=0,1 und w0=15s^-1)

Ich habe v= 1,5m/s berechnent
J=m*R^2 (Hohlzylinder)
J=1/2 m*R^2
FH(Hangabtriebskraft)=FG*sin alpha
und M=FH*R1

und jetzt komme ich irgenwie nicht weiter kann mir da nicht jemand einen Tipp geben, ich muss das bis morgen haben und ich will kein Falsches ergebnis Abliefern. Wäre dankbar für jeden Ansatz
pressure



Anmeldungsdatum: 22.02.2007
Beiträge: 2496

Beitrag pressure Verfasst am: 12. Nov 2007 20:08    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Sarah Willkommen

Naja, wie wäre es wenn du die Energieerhaltung heranziehst.
Die Rotationsenergie hängt von der kinetischen ab, und die beiden, also kinetische Energie und Rotationsenergie werden solange in Höhenenergie umgewandelt, bist die Rolle stehen bleibt.

Mich macht jetzt nur stutzig, was du mit M und R1 meinst ?

Solltet das irgendwie Reibung sein kannst du diese auch in Abhängigkeit der Höhe angeben und in den Energieansatz mit einfließen lassen.

Es wäre übrigens ganz hilfreich wenn du Latex benutzen würdest:
http://www.matheboard.de/formeleditor.php
http://www.physikerboard.de/topic,128,-latex-und-der-formelsatz-im-board.html
Sahra



Anmeldungsdatum: 12.11.2007
Beiträge: 11

Beitrag Sahra Verfasst am: 12. Nov 2007 20:22    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo
entschuldige ich meine natürlich nur R da RDie Anfangswinkelgeschwindigkeit ist.

Energieerhaltung daran habe ich gedacht, aber ich weiß nicht was ich für möglichkeiten habe Zahlen einzusetzten, da alles ziemlich asl Formel bleibt oder
schnudl
Moderator


Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
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Beitrag schnudl Verfasst am: 12. Nov 2007 20:45    Titel: Antworten mit Zitat

Stell doch mal die Gleichungen für potenzielle und vor allem für kinetische Energie auf.

Wie ist die kinetische Energie eines mit geschwindigkeit v rollenden Zylinders, wenn (neben seiner Masse) das Trägheitsmonent gegeben ist ?

Das ist (fast) alles was man braucht.

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Sahra



Anmeldungsdatum: 12.11.2007
Beiträge: 11

Beitrag Sahra Verfasst am: 12. Nov 2007 21:33    Titel: Antworten mit Zitat

Ekin= 1/2 m*v
Epot=m*g*h

Epot=Ekin

Also irgenwie habe ich nicht das Gefühl damit weiterzukommen.
also für
Trägheitsmoment: J=r^2*m
und Ekin=1/2 *m^2*1,5m/s

Ab hier hängts bei mir so komme ich irgenwie nicht weiter
schnudl
Moderator


Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien

Beitrag schnudl Verfasst am: 12. Nov 2007 22:28    Titel: Antworten mit Zitat

Die kinetische Energie ist



nicht



Nur hast du bei dieser Art von kinetischer Energie nur den Translationsanteil. Aber auch die Rotation beinhaltet kinetische Energie. Die Gesamtbewegung ist ja gleichzeitig eine Translation des Schwerpunkts als auch eine Rotation um diesen. Du musst also noch den fehlenden Rotationsanteil hinzufügen!

Also:



Mehr möchte ich hier nicht mehr helfen. Thumbs up!

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Sahra



Anmeldungsdatum: 12.11.2007
Beiträge: 11

Beitrag Sahra Verfasst am: 13. Nov 2007 08:21    Titel: Antworten mit Zitat

Guten morgen

also ich hätte dann

Erot=1/2*R^2*m

Epot=Wk

Vollzylinder:
So dann m*g*h= 1/2*(m*v^2 + m*R^2) und das dann nach h umstellen

für den Hohlzylinder dann natürlich das selbe nur das Wk in diesem Fall = 1/2 m*v^2 + R^2*m das dann auch wieder mit Epot gleichsetzen.

das bedeutend,wenn man dann am Ende Zahlenwerte einsetzt, dass der Vollzylinder seinen umkehrpunkt ein kleines bisschen eher hat als der Hohlzylinder
oder?

zumidest kam bei meinen Zahlenwerten

für m=15kg
R=0,1
w0=15s^-1
und v=w0*R=1,5m/s

für h1=0,115m
und für h2=0,116 m
raus aber irgendetwas stört mich kann das richtig sein, dass der Vollzylinder eher umkehrt als der hohlzylinder?
schnudl
Moderator


Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
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Beitrag schnudl Verfasst am: 13. Nov 2007 08:35    Titel: Antworten mit Zitat

Sahra hat Folgendes geschrieben:

also ich hätte dann



Guten Morgen!

Und wie geht hier die Rotationsgeschwindigkeit ein? Bei dieser Formel hätte ein nicht rotierender die gleiche Energie wie ein schnell rotierender Zylinder. Müsste da nicht noch die Winkelgeschwindigkeit eingehen?

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Sahra



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Beitrag Sahra Verfasst am: 13. Nov 2007 08:47    Titel: Antworten mit Zitat

Ja ich weiß daran habe ich auch schon gedacht, aber ich weiß nicht wie ich die mit einbeziehe

Oh nein du hast recht jetzt sehe ich meinen Fehler den muss ich aber nun schleunigst korrigieren
so ein dummer Fehler aber auch
Erot ist ja auch = 1/2 J*w

oh nein das gibts ja nicht wenn dummheit weh tun würde...
schnudl
Moderator


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Beitrag schnudl Verfasst am: 13. Nov 2007 09:10    Titel: Antworten mit Zitat



würde mir noch besser gefallen...

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Sahra



Anmeldungsdatum: 12.11.2007
Beiträge: 11

Beitrag Sahra Verfasst am: 13. Nov 2007 09:10    Titel: Antworten mit Zitat

Jetzt habe ich schon wieder ein Problem

Ich habe das mal ausgerechent und wieder mit Zahlenwerten probiert aberes kommt genau das selbe raus wie vorher

das verstehe ich jetzt wieder nicht
muss ich w0 bei der potentiellen Energie mit einkalkulieren mit dem Wk habeich es schon versuch aber wie gesagt da kommt das selbe raus
schnudl
Moderator


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Beitrag schnudl Verfasst am: 13. Nov 2007 09:15    Titel: Antworten mit Zitat

Die gesamte kinetische Energie ist:



Nun hast du die "Anfangsgeschwindigkeit" als Winkelgeschwindigkeit gegeben. Wie kannst du das v berechnen, das im ersten Term der Gleichung vorkommt?

Du solltest nicht gleich Zahlenwerte einsetzen, sondern erst mal das ganze rein formal zu Ende denken!

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Zuletzt bearbeitet von schnudl am 13. Nov 2007 09:16, insgesamt einmal bearbeitet
Sahra



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Beitrag Sahra Verfasst am: 13. Nov 2007 09:15    Titel: Antworten mit Zitat

warte mal ich glaube ich habe meinen Fehler ich rechen mal eben nochmal
Sahra



Anmeldungsdatum: 12.11.2007
Beiträge: 11

Beitrag Sahra Verfasst am: 13. Nov 2007 09:16    Titel: Antworten mit Zitat

v=w*R

das müsste stimmen jetzt habe ichs
Sahra



Anmeldungsdatum: 12.11.2007
Beiträge: 11

Beitrag Sahra Verfasst am: 13. Nov 2007 09:21    Titel: Antworten mit Zitat

Ja ich habe es endlich oh man ich danke dir von ganzen Herzen das du mich angeleitet hast.

DANKE! DANKE! DANKE! Tanzen
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