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Gastt
Gast
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 Gastt Verfasst am: 26. Dez 2009 21:10 Titel: "Wissenstest Mechanik" |
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Nabend,
hier eine Aufgabe aus dem Metzler Physik, S.80, Aufgabe 1:
Erklären Sie, warum bei einem Foto eines rollenden Rades die Speichen unterschiedlich scharf abgebildet sind.
Für alle, die das Buch jetzt nicht zur Hand haben: Daneben ist ein Schwarz-Weiß-Bild eines Rades, dessen Speichen nur unten scharf sind, oben sind sie nur verschwommen erkennbar.
Tut mir Leid, aber ich komme einfach nicht auf die Antwort  .
Bedanke mich schonmal im Voraus! |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 26. Dez 2009 21:13 Titel: |
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Sagt Dir "Belichtungszeit" etwas? |
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Gastt
Gast
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| Gastt Verfasst am: 26. Dez 2009 21:16 Titel: |
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Nicht wirklich, und eigentlich sollen die Vorkenntnisse doch nur aus dem Bereich der Mechanik stammen. |
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mayap
Anmeldungsdatum: 15.12.2009
Beiträge: 301
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| mayap Verfasst am: 27. Dez 2009 07:00 Titel: |
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Hmmm, kennst du das beim Fotoapparat, dass es verschwommen bzw. unscharf wird, wenn man den Fotoapparat/das Motiv schnell bewegt?
Als Ansatz überlege dir doch mal die Geschwindigkeitsverhältnisse bei einem Rad.
Aber da mein Metzler wohl schon zu alt ist und ich die Aufgabe nicht finde noch eine Frage zu dem von dir beschriebenen Bild: Sind die Speichen oben/unten unterschiedlich oder innen/außen? |
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Gastt
Gast
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| Gastt Verfasst am: 27. Dez 2009 16:35 Titel: |
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Danke für die Antwort!
Die Speichen sind oben und unten unterschiedlich scharf und da es ja ein Rad ist, können da schließlich nicht unterschiedliche Geschwindigkeiten vorkommen. 
Gruß |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 27. Dez 2009 18:10 Titel: |
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| Gastt hat Folgendes geschrieben: | | Die Speichen sind oben und unten unterschiedlich scharf und da es ja ein Rad ist, können da schließlich nicht unterschiedliche Geschwindigkeiten vorkommen |
Natürlich kommen unterschiedliche Geschwindigkeiten beim Rad vor. Das Rad dreht sich um den Momentanpol, das ist der Berührungspunkt mit der Straße. Dort ist die Geschwindigkeit Null (scharfes Bild). Je weiter Du nach oben gehst, umso größer ist die Geschwindigkeit um den Momentanpol (unscharfes Bild). |
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mayap
Anmeldungsdatum: 15.12.2009
Beiträge: 301
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| mayap Verfasst am: 27. Dez 2009 18:57 Titel: |
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Es kommt bei der Frage sehr stark darauf an, wo die Kamera befestigt ist, die die Aufnahme gemacht hat. Nimmst du einfach ein Rad, das vor dir in der Luft schwebt, bewegen sich Teile weit aussen wesentlich schneller, als die Teile innen. (Der Mittelpunkt ist in Ruhe!) Nur die Winkelgeschwindigkeit ist konstant. Das kann man sich sehr schön an einer Fahrradkette (und der Gangschaltung) klar machen.
Etwas physikalischer ausgedrückt solltest du beachten, dass sich das Rad in fester Zeit einmal um sich selbst bewegt, der Umfang aussen aber wesentlich länger ist, als irgendwo innen. Also muss die Geschwindigkeit höher sein.
Machst du eine Aufnahme, wo sich das Rad bewegt und an einer festen Kamera vorbeizieht, bewegt sich der Auflagepunkt deines Rades (wie von GvC beschrieben) nicht. Es steht ja in festem Kontakt zum Boden. |
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Gastt
Gast
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| Gastt Verfasst am: 28. Dez 2009 15:18 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Das Rad dreht sich um den Momentanpol, das ist der Berührungspunkt mit der Straße. Dort ist die Geschwindigkeit Null (scharfes Bild). Je weiter Du nach oben gehst, umso größer ist die Geschwindigkeit um den Momentanpol (unscharfes Bild). |
Achso, und ich dachte, das Rad dreht sich um seinen eigenen Mittelpunkt!
Danke für die Hilfe!  |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 29. Dez 2009 01:17 Titel: |
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| Gastt hat Folgendes geschrieben: | | Achso, und ich dachte, das Rad dreht sich um seinen eigenen Mittelpunkt |
Das tut es auch. Gleichzeitig bewegt sich aber der Mittelpunkt mit der Geschwindigkeit v. Dann ist die Umfangsgeschwindigkeit am Auflagepunkt ebenfalls v, aber in die entgegengesetzte Richtung. Die Summe der Geschwindigkeiten ist also Null. Am oberen Ende des Rades addieren sich die Geschwindigkeiten. |
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mayap
Anmeldungsdatum: 15.12.2009
Beiträge: 301
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| mayap Verfasst am: 29. Dez 2009 09:09 Titel: |
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Geschwindigkeiten muss man immer vom jeweiligen Blickwinkel aus betrachten. Die Erde dreht sich auch mit 1700 km/h um sich selbst, aber von uns aus betrachtet steht sie still 
Sitzt du auf dem Rad und drehst dich mit, sieht es so aus, als würde es sich gar nicht drehen. |
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