Drehfrequenz

Lady.´jiN · Anmeldungsdatum: 24.02.2009 Beiträge: 6

Guten Abend !

ich bin neu hier und im moment sitze ich vor einer Aufgabe, bei der ich leider keine Ahnung habe..., weil ich aus gesundheitlichen gründen nicht am Unterricht teilnehmen durfte.

Naja nichts desto trotz schickt mein lehrer mir aufgaben zum üben..

2a.) An einem 1m langen Faden wird ein Stein mit der Masse 3kg mit steigender Frequenz horizontal herum geschleudert. Bei welcher Frequenz reißt der Faden, wenn er eine maximale Tragkraft von 60 N besitzt?
b.) Bei welcher Frequenz reißt der Faden,wenn der Stein vertikal herum geschleudert wird?

meine frage(n) sind:

1: Unterschied zwischen vertikaler und horizontaler drehung
(evtl. Formel + Herleitung)
2. Wie berechnet man die Drehfrequenz?

Vielen Dank im voraus smile

LG
Lady.´jiN

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3247

Der Unterschied zwischen vertikaler und horizontaler Drehung ist das bei der horizontalen Drehung die Schwerkraft keine Auswirkung auf die Zentripetalkraft hat. weil diese dann horizontal wirkt und die Schwerkraft immer vertikal. Bei einer vertikalen Drehung muß man im untersten Punkt der Drehung die Zentripetalkraft und die Schwerkraft der Masse aufbringen um den Körper auf der Kreisbahn zu halten. Im obersten Punkt übernimmt die Schwerkraft die Zentripetalkraft und man muß unter Umständen gar keine Kraft aufwenden oder die Differenz.

Dein Lehrer spielt in der Aufgabe wohl an bei welcher Drehfrequenz die erforderliche Zentripetalkraft um die Masse 3kg auf der Kreisbahn zu halten zu groß wird. also größer als die 60 Newton.

Die Drehfrequenz ist eine Masseinheit für die Umdrehungen pro Sekunde.
60 Hz bedeutet bei der Drehfrequenz 60 Umdrehung pro Sekunde.

Generell egal welche Art von Frequenz man hat, eine Frequenz gibt immer die periodischen Vorgänge pro Sekunde an.

Ich glaube mit dieser Hilfe solltest du nun die Aufgabe lösen können.
ausser du hast auch noch keine Ahnung von Winkelgeschwindigkeit und Zentripetalkraft.

Lady.´jiN · Anmeldungsdatum: 24.02.2009 Beiträge: 6

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3247

Du mußt aber bei der horizontalen Drehung noch folgendes berücksichtigen.

Wenn du den Stein an eine 1m lange schnur bindest und du hälst diese Schnur am anderen Ende und ein Freund hält den Stein so das die Schnur horizontal liegt. also auf gleicher Höhe wie du mit deiner Hand das andere Ende der Schnur haltest. Läßt dein Freund den Stein nun aus, wird sich der Stein durch die Schwerkraft vertikal drehen, bis er genau unter deiner Hand hängt.
Wenn du den Stein aber horizontal drehst, dann wird er zwar auch durch die Schwerkraft vertikal nach unten drehen. Aber nur so weit bis sich die Zentrifugalkraft (Reactio von Zentripetalkraft) und die Schwerkraft auf Drehmomentbasis aufheben.

Er wird sich dann horizontal drehen, aber in einer winkelversetzten Lage, (also leicht runterhängend) du darfsd daher nicht beim Radius die 1 Meter schnurlänge einsetzen, sondern mußt zuerst ermitteln unter welchen Winkel der Stein sich horizontal dreht.
Danach kannsd du den verkürzten Radius ausrechnen.