Pendeluhr im Aufzug des Olypiaturms

LoLa · Anmeldungsdatum: 19.06.2012 Beiträge: 5

Meine Frage:
Hallo ihr lieben smile

ich muss bis morgen ein vortrag über diese aufgabe halten:
Im Münchner Olympiaturm führt ein Aufzug zum Drehrestaurant. Einer der Aufzugführer war ein Uhrenfan und brachte eine Pendeluhr mit Sekundenpendel im Aufzug an.
a.)) Wie groß ist die Schwingungsdauer des im Aufzug befindlichen Pendels in der Anfahrphase, in der Phase konstanter Geschwindigkeit und in der Abbremsphase.

Meine Ideen:
Ich muss es genau erklären können was mit der schwingungsdauer passiert und was genau mit der fallbeschleunigung passiert bzw. wie diese beiden zusammenhängen?! Im prinzip verstehe ich dass wenn der Aufzug nach oben beschleunigt sich die schwingungdauer verkleinert und umgekehrt aber ich kanns nicht physikalisch erklären .. unglücklich

kann mir einer bitte helfen smile

bin verzweifelt ..

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Die Formel der Schwingungsdauer T des Pendels kennst Du sicher? Da steckt ein Faktor g drin, die Fallbeschleunigung an der Erdoberfläche (hängt mit dem Gewicht zusammen). Ändert sich g, ändert sich T.
Durch das Anfahren oder Bremsen (Beschleunigung a) des Fahrzugs kommt quasi eine zusätzliche Kraft (Trägheitskraft) ins Spiel und vergrößert beziehungsweise verkleinert g -> g', also g' = g - a. Ähnliche Effekte kennt man bei Rotationen (Karussell).

BerniO1986 · Anmeldungsdatum: 01.05.2012 Beiträge: 89

Normalerweise ist g die einzige Beschleunigung die auf das Pendel wirkt. Also g + 0

Beim Anfahren und Bremsen wird aber die Pendelmasse zusätzlich beschleunigt bzw. gebremst.

Welche Formeln ergeben sich also nun für Anfahren bzw. Bremsen?

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

BerniO1986 · Anmeldungsdatum: 01.05.2012 Beiträge: 89

@franz:

War schlecht formuliert. Sollte als Antwort auf deinen Post vor der Editierung abzielen, da es geklungen hat als spieltest du nur auf die g-Änderung Aufgrund der Höhe an.

LoLa · Anmeldungsdatum: 19.06.2012 Beiträge: 5

Dankeschön smile

ja also beim anfahren ist g´ = g + a , weil wenn der aufzug nach oben beschleunigt, zu dem ortsfaktor eine beschleunigung dazu kommt wegen der trägheit ? könnt ihr mir das genauer erklären ?
und beim abbremsen ist g´ = g-a, weil wenn der aufzug nach unten abbremst, die dazu entstehende beschleunigung von dem ortsfaktor abgezogen werden muss aber wieso ? ich kanns noch nicht so genau nachvollziehen ..

LoLa · Anmeldungsdatum: 19.06.2012 Beiträge: 5

also 𝑇=2𝜋∙√(𝑙/𝑔), aber wie kann ich erkären dass die schwingungdauer des pendels kleiner wird wenn der aufzug nach oben beschleunigt ? und wie ich darauf kommen kann, dass eine weitere beschleunigung zu dem ortdfaktor addiert wird ..
ich krieg automatisch abzug wenn die ganze klasse es nicht versteht, deshalb möchte ich das so einfach wie möglich dennoch richtig erklären, ich danke euch für jede hilfe smile

BerniO1986 · Anmeldungsdatum: 01.05.2012 Beiträge: 89

T_A Schwingungdauer Anfahren
T Schwingungsdauer ohne äußere Beschleunigung
T_B Schwingungsdauer Bremsen

Beim Anfahren hast du dann als resultierende Schwingungsdauer

Da g+a > g folgt daraus

T_A < T

analog dazu eben auch mit T_B

LoLa · Anmeldungsdatum: 19.06.2012 Beiträge: 5

Danke Berni smile

du hast mir wirklich sehr weitergeholfen Thumbs up!

und franz dir danke ich auch smile

was meintest du mit der rotation im karrussel ?

@Berni, hab ichs richtig verstanden, wenn der aufzug nach oben beschleunigt, wird die schwingungdauer des pendels kleiner also bewegt sich das pendel schneller ( je weiter oben sich das pendel befindet )
und wenn der aufzug nach unten abbremst, wird die schwingungsdauer größer also bewegt sich das pendel langsamer ??

LoLa · Anmeldungsdatum: 19.06.2012 Beiträge: 5

Im bewegten Fall gibt es nun eine zusätzliche Kraft m*a, die aus der Beschleunigung resultiert. Insgesamt muss also deine Hand der Kraft m*g + m*a entgegenwirken. Genauso 'fühlt' es das Pendel im Aufzug

-> heißt das, dass beim anfahren das pendel stärker gegen den boden drückt und dadurch eine zusätzliche beschleunigung ausübt, das leuchtet mir nicht ganz ein ..

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Guten Abend LoLa!

Der Aufzug hat natürlich (äußerlich) nichts mit einem Karussell zu tun. Bei beiden handelt es sich jedoch um "Nichtinertialsysteme" (von außen gesehen: beschleunigt). In diesen treten spezielle, ungewöhnliche, "Trägheits"-Kräfte auf. Beim Fahrstuhl geht man kurz in die Knie, beim Karussell wird man nach außen gedrückt, beim Laufen in der Straßenbahn bei Kurvefahrt passiert eigenartiges u.ä.