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RoySmith
Anmeldungsdatum: 27.02.2011
Beiträge: 1
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 RoySmith Verfasst am: 27. Feb 2011 13:24 Titel: Bewegungsgleichung aufstellen für Anfänger |
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Meine Frage:
Hiho Leute,
meine Klasse und ich stehen vor einem ziemlich großen Problem.
Unser Physik-Lehrer hat uns folgende Aufgabe gegeben:
"Zwei gleiche Massen m1 sind über einen Faden verbunden und befinden sich an einer Rolle im Gleichgewicht. Nun wird zu einer Masse eine weitere Masse m2 hinzugefügt. Bestimmen Sie die Bewegungsgleichung."
Das Problem ist, dass wir das Wort Bewegungsgleichung zum ersten mal hören und nicht die geringste Ahnung haben, wie wir die Aufgabe lösen sollen. Und das tollste: die Aufgaben werden benotet.
Ich hoffe uns kann jemand helfen :)
Meine Ideen:
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Physik-Helfer
Gast
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| Physik-Helfer Verfasst am: 27. Feb 2011 13:40 Titel: |
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a(t) = -(m_{1}+m_{2})g + m_{1}g )
ungefähr so sollte es aussehen. Nach a(t) auflösen und 2 mal integrieren: Fertig!
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eva1
Anmeldungsdatum: 06.10.2010
Beiträge: 532
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| eva1 Verfasst am: 27. Feb 2011 13:48 Titel: |
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@Physik-Helfer:
Schön, dass du helfen willst, bedenke dennoch, dass es nicht viel für den Fragenden bringt nur Formeln bzw. schon fertige Lösungen hinzuklatschen. Das Ziel in diesem Forum ist vielmehr Hilfe zu Selbsthilfe.
@RoySmith:
Was wirken den für Kräfte auf das System? Mach dir mal eine Skizze überlege welche Kräfte welche Beschleunigungen auslösen. Dann zeig uns deine Überlegungen.
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 27. Feb 2011 14:19 Titel: |
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Hi,
hast du dir denn zu diesem Sachverhalt schon eine Skizze aufgezeichnet und diese beschriftet?
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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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RoySmith2
Gast
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| RoySmith2 Verfasst am: 27. Feb 2011 14:21 Titel: Zeichnung |
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Also vielen Dank schonmal für die Formel, leider kann ich da wie schon vermutet kaum was mit anfangen 
Zu der Zeichnung:
Wir haben sogar eine dazu bekommen, kann ich die irgendwie hochladen?
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eva1
Anmeldungsdatum: 06.10.2010
Beiträge: 532
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| eva1 Verfasst am: 27. Feb 2011 14:22 Titel: |
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Da musste dich Registrieren. Oder über Flickr...
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 27. Feb 2011 14:25 Titel: |
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Ja, liegt dir die Zeichnung als Datei vor?
Wenn ja, dann klicke mal auf neuen Beitrag erstellen und scrolle mit dem Curses etwas herunter, dort steht dann "Attachment hinzufügen". Dort klickst du auf "Durchsuchen" und anschließend auf "Attachment hinzufügen"!! Dann müsste es funktionieren.
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Die Naturwissenschaft braucht der Mensch zum Erkennen, den Glauben zum Handeln. (Max Planck)
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Roy Smith
Anmeldungsdatum: 27.02.2011
Beiträge: 23
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
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| planck1858 Verfasst am: 27. Feb 2011 14:29 Titel: |
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So, anhand der Skizze kann man ja jetzt schonmal erkennen, dass dieses Massesystem so nie im Gleichgewicht sein kann.
Welche führt denn jetzt dazu, dass sich die Massen, ohne das man sie festhält etc. in Bewegung setzen?
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Roy Smith
Anmeldungsdatum: 27.02.2011
Beiträge: 23
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| Roy Smith Verfasst am: 27. Feb 2011 14:36 Titel: |
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Ich schätze du sprichst von m2 bzw. der Gewichtskraft von m2.
Habe auch schon die Formal F=m*a gefunden, die anscheinend für eine Bewegungsgleichung wichtig ist, allerdings hab ich immer noch keine Idee wie man so eine Gleichung aufstellt.
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
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| planck1858 Verfasst am: 27. Feb 2011 14:40 Titel: |
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Das ist ja schonmal gut, also wissen wir, dass es sich bei der Kraft, die die Massen beschleunigt um die Gewichtskraft handelt.
Wie berechnet sich denn die Gewichtskraft?
Auf welcher Seite ist die Gewichtskraft größer und warum?
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Roy Smith
Anmeldungsdatum: 27.02.2011
Beiträge: 23
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| Roy Smith Verfasst am: 27. Feb 2011 14:43 Titel: |
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Soweit ich weiß berechnet man die Gewichtskraft mit F=m*g.
Es liegt ja auf der Hand, dass die Kraft auf der rechten Seite größer ist, da wir dort ja eine größere Masse haben.
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
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| planck1858 Verfasst am: 27. Feb 2011 14:45 Titel: |
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So, genau! Dann kannst du ja jetzt mal schon für beide Seiten die Gleichungen in der Form
aufstellen. Beschrifte dazu auch immer die Massen.
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Roy Smith
Anmeldungsdatum: 27.02.2011
Beiträge: 23
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| Roy Smith Verfasst am: 27. Feb 2011 14:49 Titel: |
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Meinst du so?
F1=m1*g
F2=(m1+m2)*g
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eva1
Anmeldungsdatum: 06.10.2010
Beiträge: 532
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| eva1 Verfasst am: 27. Feb 2011 14:51 Titel: |
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| Roy Smith hat Folgendes geschrieben: | Meinst du so?
F1=m1*g
F2=(m1+m2)*g |
Was ist dann die daraus resultierende Gesamtkraft?
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Roy Smith
Anmeldungsdatum: 27.02.2011
Beiträge: 23
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| Roy Smith Verfasst am: 27. Feb 2011 14:57 Titel: |
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Ich vermute, jetzt kommt die Vektoraddition ins Spiel, und ich weiß leider nicht wie ich das mit Text darstellen soll^^
Also die beiden Kräfte zeigen ja jeweils in die entgegengesetzt Richtung, vielleicht kann man daher einfach F2-F1=Fres rechnen.
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 27. Feb 2011 14:57 Titel: |
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Jop, genau so meinte ich das!
Vielleicht kannste ja den Formeleditor verwenden, dann wirds ein etwas schöneres Schriftbild.
 \cdot g)
Ja, das kannst du so machen!
Versuche das jetzt mal als Formel dazustellen! Also eine resultiernde Gewichtskraft aufzustellen.
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eva1
Anmeldungsdatum: 06.10.2010
Beiträge: 532
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| eva1 Verfasst am: 27. Feb 2011 15:02 Titel: |
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| planck1858 hat Folgendes geschrieben: |
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So ist es aber ganz und gar nciht korrekt.
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 27. Feb 2011 15:05 Titel: |
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Es muss natürlich
 \cdot g)
heißen.
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Roy Smith
Anmeldungsdatum: 27.02.2011
Beiträge: 23
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| Roy Smith Verfasst am: 27. Feb 2011 15:07 Titel: |
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Okay, ich stelle also folgende Formel auf:
 \cdot g - m_{1} \cdot g = g\cdot (m_{1} + m_{2}-m_{1}) = g\cdot m_{2})
Richtig so?
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eva1
Anmeldungsdatum: 06.10.2010
Beiträge: 532
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| eva1 Verfasst am: 27. Feb 2011 15:15 Titel: |
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| Roy Smith hat Folgendes geschrieben: | Okay, ich stelle also folgende Formel auf:
Richtig so? |
Richtig. Wie groß ist dann also die effektive Beschleunigung a?
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 27. Feb 2011 15:16 Titel: |
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Ja, das ist so korrekt!
Nun wissen wir, dass die resultierende Gewichtskraft
ist. Du hattest auch schon in einem vorherigen Beitrag etwas von folgender
Formel geschrieben:
Weißt du, was damit gemint ist und um was für ein Gesetz es sich bei dieser Formel handlet?
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Roy Smith
Anmeldungsdatum: 27.02.2011
Beiträge: 23
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| Roy Smith Verfasst am: 27. Feb 2011 15:26 Titel: |
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Aha!
Wir haben also
 .
Gilt dann auch
?
Dann wäre die Beschleunigung
Achja und  ist glaube ich das 2. Newtonsche Gesetz 
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eva1
Anmeldungsdatum: 06.10.2010
Beiträge: 532
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| eva1 Verfasst am: 27. Feb 2011 15:29 Titel: |
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| Roy Smith hat Folgendes geschrieben: |
Gilt dann auch
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Nein! Welche Masse wird mit welcher Kraft beschleunigt?
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 27. Feb 2011 15:33 Titel: |
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Ja, es handelt sich wie du schon gesagt hast um das zweite Gesetz von Newton.
Was konntest du nun mit der unteren Gleichung machen in Bezug auf die obere Gleichung?
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Roy Smith
Anmeldungsdatum: 27.02.2011
Beiträge: 23
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| Roy Smith Verfasst am: 27. Feb 2011 15:34 Titel: |
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| Zitat: | | Welche Masse wird mit welcher Kraft beschleunigt? |
Ich glaube die Frage verstehe ich nicht ganz
Ist die Beschleunigung denn eine Kraft?
| Zitat: | | Was konntest du nun mit der unteren Gleichung machen in Bezug auf die obere Gleichung? |
Sprichst du davon, die Gleichung umzuformen?
Zuletzt bearbeitet von Roy Smith am 27. Feb 2011 15:37, insgesamt einmal bearbeitet |
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eva1
Anmeldungsdatum: 06.10.2010
Beiträge: 532
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| eva1 Verfasst am: 27. Feb 2011 15:37 Titel: |
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Nein; aber eine Kraft ruft eine Beschleunigung hervor. Welche Masse wird denn beschleunigt? Und wie groß ist die beschleunigende Kraft?
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 27. Feb 2011 15:41 Titel: |
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Die Kraft, die das ganze system beschleunigt ist die resultierende Gewichtskraft.
Du könntest doch jetzt hingehen und setzt mal die resultierende Kraft in die Gleichung F=M*a ein. Stell das dann mal nach a hin um.
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Roy Smith
Anmeldungsdatum: 27.02.2011
Beiträge: 23
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| Roy Smith Verfasst am: 27. Feb 2011 15:41 Titel: |
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Wenn man von unserer letzten Gleichung ausgeht wird die Masse  beschleunigt und die Kraft ist  .
Achso, ich setze also ein:
/m)
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eva1
Anmeldungsdatum: 06.10.2010
Beiträge: 532
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| eva1 Verfasst am: 27. Feb 2011 15:47 Titel: |
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| Roy Smith hat Folgendes geschrieben: |
/m) |
Genau!
Was ist jetzt m? Wie groß ist das? m ist also die beschleunigte Masse.
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Roy Smith
Anmeldungsdatum: 27.02.2011
Beiträge: 23
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| Roy Smith Verfasst am: 27. Feb 2011 15:51 Titel: |
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| Zitat: | | Was ist jetzt m? Wie groß ist das? |
Hmmm, vielleicht ist m die gesamte Masse des Systems...
Aber so wirklich kann ich das aus der Gleichung nicht schließen 
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 27. Feb 2011 15:53 Titel: |
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Jepp.
Nun versuche einmal diese Gleichung zu verfollständigen.
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eva1
Anmeldungsdatum: 06.10.2010
Beiträge: 532
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| eva1 Verfasst am: 27. Feb 2011 15:54 Titel: |
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| Roy Smith hat Folgendes geschrieben: |
Hmmm, vielleicht ist m die gesamte Masse des Systems...
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Nicht nur vielleicht! 
Das ganze System aus den Masse hängt ja miteinander zusammen, deshalb wird es auch nur mitandern beschleundigt. Kannst du also dann das m durch einen ausdruck aus m1 und m2 erstzen.
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Roy Smith
Anmeldungsdatum: 27.02.2011
Beiträge: 23
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| Roy Smith Verfasst am: 27. Feb 2011 15:59 Titel: |
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Gut, also setze ich mal ein:
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 27. Feb 2011 16:21 Titel: |
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Ja, so ist es korrekt.
Vielleicht arbeitet man noch etwas mehr ein.
 \cdot g}{2m_1+m_2})
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eva1
Anmeldungsdatum: 06.10.2010
Beiträge: 532
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| eva1 Verfasst am: 27. Feb 2011 16:23 Titel: |
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Gut!
Also wir haben:
= \frac{m_2\cdot g}{2m_1 + m_2})
Wie groß ist dann v(t) und s(t) ? Kannst du das auch noch hinschreiben, dann hast du alle 3 Bewegungsgleichungen hingeschrieben.
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Roy Smith
Anmeldungsdatum: 27.02.2011
Beiträge: 23
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| Roy Smith Verfasst am: 27. Feb 2011 16:26 Titel: |
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| planck1858 hat Folgendes geschrieben: |
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Warum ist  ?
| Zitat: | | Wie groß ist dann v(t) und s(t) ? |
Tut mir Leid, von v und s habe ich noch nie gehört 
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 27. Feb 2011 16:28 Titel: |
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Der Buchstabe v steht für die Geschwindigkeit. Der Buchstabe s steht für die Strecke.
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eva1
Anmeldungsdatum: 06.10.2010
Beiträge: 532
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| eva1 Verfasst am: 27. Feb 2011 16:30 Titel: |
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| planck1858 hat Folgendes geschrieben: |
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Das ist FALSCH!
| Zitat: |  = \frac{m_2 \cdot g}{2m_1 + m_2}) |
Das ist richtig!
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Roy Smith
Anmeldungsdatum: 27.02.2011
Beiträge: 23
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| Roy Smith Verfasst am: 27. Feb 2011 16:32 Titel: |
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| Zitat: | | Der Buchstabe v steht für die Geschwindigkeit. Der Buchstabe s steht für die Strecke. |
Oh stimmt, hätte ich wissen müssen 
Auf jeden Fall gibt es da die Formel
also Strecke pro Zeit.
Könnt ihr mir noch nen Tipp geben, wie ich daran komme?
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