Wann reißt Faden? Kreisbewegung

red · Gast

Meine Frage:
Hi,
Ein Gewicht wird vertikal an einer Schnur im Kreis geschleudert.
Bei 20N reißt der Faden.
An welchem Punkt befindet sich der Körper, wenn der Faden reißt?
Beweisen sie Mathematisch!
r=1,5
m=0,1kg

Ich habe Zwar schon Ansätze, aber weiß nicht wie ich es Logisch Beweisen soll.

Meine Ideen:
Mir ist klar, das der Faden am untersten Punkt reißt.
Habe aus meiner Zeichnung rausgelesen, dass die Zentrifugalkraft plus die Gewichtskraft größer sein muss als die Kraft des Fadens, also Fg+Fz>Ff.
Ist das soweit richtig oder bin ich aufm falschen Weg?

Vielen dank

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Würde auch so beginnen.

mayap · Anmeldungsdatum: 15.12.2009 Beiträge: 301

Wenn du beim Beweis nicht weiter kommst, überlege doch mal, wie die Kräfte vom Ort abhängen und in welche Richtung diese gehen. (Für einen Beweis evtl. Vektorielle Kräfte berechnen)

red · Gast

Danke schonmal

Aber ich komme leider nicht wirklich weiter.

muss ich nun verschiedene Punkte vektoriell berechnen, um darzustellen, dass Fz unten in die Gleiche richtung geht wie Fg?

Und ich weiß auch nicht, wie ich es Mathematisch aufschreiben soll, an welchem Punkt sich das Gewicht befindet.

Tut mir leid ich habe irgendwie ne totale Denkblockade. grübelnd

Wäre für weitere Denkanstöße dankbar.

Gruß

mayap · Anmeldungsdatum: 15.12.2009 Beiträge: 301

Ich weiss nicht, in welchem Rahmen du das ganze behandeln musst, aber richtig wäre z.B. ein folgender Ansatz:

Skizze: (zu faul, deshalb bescheib ichs mal)
Kreis ist in X-Y Ebene, X-Achse zeigt nach oben, Fg geht in negative x-Richtung, Y-Achse geht nach rechts.

Die einfachste Variante das zu zeigen, wäre zu zeigen, dass die Kraft Fg + Fz maximal wird beim einem bestimmten Winkel.

Die Kräfte sind:

Eingesetzt gibt das:

Dort ist dann bei jeder gegebenen Geschwindigkeit die Kraft bei phi = 180° maximal. (dann, wenn phi -1 ist)

hoffe, es hilft?