Seilkraft beim Fadenpendel, Überschlag

Gast

Guten Tag allerseits
Ich habe ein Problem mit zwei Aufgaben und weiß einfach nicht grübelnd

wie ich da ran gehen muss ich hoffe ihr werdet mir helfen da ich sonst wirklich alt aussehen werde! traurig

Vielen Dank schon mal!

1. Ein Fadenpendel (l=1m;m=1kg) startet aus der stabilen Gleichgewichtslage bei einer Auslenkung von 30,90,120 und 180 Grad. Mit welcher Kraft wird bei diesen Winkeln jeweils der Faden gespannt?

2. Mit welcher Anfangsgeschwindigkeit muss ein Fadenpendel bei
Alpha=0° starten, damit es einen Überschlag ausführen kann?
Berechnen sie zunächst, welche Geschwindigkeit bei Alpha=180° erforderlich ist, damit der Faden gerade noch gespannt ist und benutzen sie den Energiesatz!

Ich bedanke mich jetzt schon mal für eure Bemühungen!

Gast

es wäre nett wenn da vielleicht heute noch einer rüberschauen könnte weill ich das nämlich bis morgen brauche
vielen dank nochmal!

Gast

Kann mir den wirklich keiner helfen ich sitze jetzt schon etwa 2Stunden dran und kriege nicht mal einen Ansatz fertig, bitte helft mir.! ich bin nicht gerade ein Physik-Ass muss die Aufgaben aber wahrscheinlich morgen früh abgeben! Es währe wirklich nett wen mir doch noch einer von euch helfen könnte!

Gast

An dem Seil wirken Radial-/(Zentrifugal-)Kraft und Gewichtskraft des angebundenen Körpers.

In der untersten Lage gilt genau:

. Dort ist die Kraft maximal.

In der obersten Lage gilt dann:

. Dort ist die Kraft minimal.

Gast

ähh ja kannst du mir nochmal sagen wie die Radialkraft definiert ist!

und deine Antwort vielleicht bitte noch genauer erläutern?

MI · Anmeldungsdatum: 03.11.2004 Beiträge: 828 Wohnort: München

Zentrifugalkraft:

wobei m die Masse des Objektes ist und r der Radius der Kreisbahn.

Zu 2:
Auch wenn wir ähnliche Aufgaben hier schon des Öfteren hatten:

Berechnung der minimal nötigen Geschwindigkeit in Alpha=180°

wobei Fz die Zentrifugal und Fg die Gewichtskraft ist. Die Formel für die Gewichtskraft solltest du auswendig kennen.

Berechnung der Geschwindigkeit in Alpha=0° mit Hilfe des EES:
Wir setzen die potentielle Energie des Systems auf 0 bei Alpha=0°.
d.h:

Dementsprechend erfährt der Wagen einen Zuwachs in potentieller Energie mit der Höhe (bei Alpha=0° ist h=2r). Die Formel für die Gesamtenergie des Systemes ist immer noch dieselbe (nur das E pot nicht 0 ist).
Der EES besagt, dass die Energie niemals abnimmt, also ist E(ges) bei Alpha=180°= E(ges) bei Alpha=0°.

Damit sollte es klappen.
Gruß
MI

darki · Anmeldungsdatum: 03.10.2005 Beiträge: 236 Wohnort: Gehren

kann man die erste eigentlich auch so verstehen, dass man beim loslassen die seilkraft bestimmen soll in den verschiedenen winkeln?

nunja, auf jedenfall muss man die wirkenden kräfte (radialkraft sowie gewichtskraft) zerlegen..
also. zumindest die gewichtskraft, weil die ja immer vertikal nach unten wirkt muss man sie in eine komponente parallel zum faden und in einee orthogonal zum faden zerlegen...
die radialkraft sollte immer orthogonal sein, hier is also keine umformung mittels winkelfunktionen nötig

eman · Gast

Die erste Aufgabe verstehe ich nicht richtig.
Was ist denn z.B. eine stabile Gleichgewichtslage bei 180°?
Da ist doch die Kraft so groß wie man an dem Ding zieht, um
es in Position zu halten, alles im Gleichgewicht.

Aber hier ist was zur zweiten Aufgabe.

Damit der Faden gespannt bleibt muss die Radialbeschleunigung
am obersten Punkt noch größer sein als die Fallbeschleunigung,
die Masse spielt keine Rolle (deshalb ist auch keine genannt):

w^2*r = v^2/r > g , vo > Wurzel(r*g) , vo für oben

Startgeschwindigkeit (unten) mit Energie: (r = Fadenlänge)

Die Hubarbeit ist F*s = m*g*2*r (2*r = Durchmesser der Bahn)

m*vu^2/2 = m*g*2*r , vu^2 = 4*r*g , vu = Wurzel(4*r*g), v(unten)

Damit wäre aber oben alle Bewegungsenergie in Lageenergie
umgesetzt, und das Teil würde runter fallen.

Soll es auf der Bahn bleiben, dann muss dazu die oben nötige
Bewegungsenergie m*vo^2/2 addiert werden. (un = unten nötig)

Eun = 2*r*m*g + m*vo^2/2 = 2*r*m*g + m*r*g/2 = 5/2 * m*r*g

Eun = m*vun^2/2 = 5/2 * m*r*g und daraus vun > Wurzel(5*r*g)

Die nötige Startgeschwindigkeit ist wieder unabhängig von m.

Endlich eine Looping-Formel. Aber stimmt sie auch ?

Gast

könnte einer von euch bitte noch mal die erste aufgabe durchrechnen ich habe da für 30° ca. 18,3N raus und bei 90° ca. 9,81N? Haut das hin? und bei 180°= 0N