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Matrix
Gast
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 Matrix Verfasst am: 18. Nov 2013 12:21 Titel: Looping |
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Meine Frage:
Hi,
Ein Wagen m=500kg wird vor der Fahrt über eine Rampe auf eine Höhe von 60m gezogen und im höchsten Punkt sich selst überlassen.
h1=60m
a) Wie groß ist die Geschwindigkeit des Wagens, wenn sie am tiefsten Punkt des Loopings ankommen?
b) Wie groß ist der maximale Durchmesser des Loopings, den die Wagen durchfahren können, ohne den Kontakt zu verlieren?
c) wie groß ist die Geschwindigkeit des Wagens am höchsten Punkt eines Loopings mit dem maximalen Durchmesser?
Meine Ideen:
Zu a):
Epot=Ekin
nach v umgeformt: v=34,64m/s
Zu b)
GL (1) -N-Fg=m(-a)
a=v^2/0,5*D in GL (1), nach d ummgeformt: d= 239,985.
Der max. Durchmesser muss 239,985m betrage.
Ich habe für diesesn Teil der Aufgabe die Geschwindigkeit eingesetzt, die ich in a) ausgerechnet habe, geht das? Oder ist das falsch?
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Matrix
Gast
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| Matrix Verfasst am: 18. Nov 2013 12:23 Titel: |
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Aufgabe a) lauten:
Wie groß ist die Geschwindigkeit des Wagens, wenn sie am tiefsten Punkt DER BAHN ankommen?
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 18. Nov 2013 13:10 Titel: |
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Hi,
a)
b)
mit
Somit folgt für den maximalen Durchmesser D:
Gruß Planck1858
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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)
Zuletzt bearbeitet von planck1858 am 18. Nov 2013 14:12, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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Moritz73
Gast
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| Moritz73 Verfasst am: 18. Nov 2013 13:28 Titel: |
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| planck1858 hat Folgendes geschrieben: | a)
b)
mit
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Looping scheint nicht deine Stärke zu sein.
Sonst würdest du nicht solchen Blödsinn schreiben.
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 18. Nov 2013 14:07 Titel: |
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@Moritz73,
bei Teilaufgabe a) ist eindeutig danach gefragt, wie schnell der Wagen ist, wenn dieser die schiefe Ebene hinunter geglietten ist. Und dies berechnet sich nach dem Energieerhaltungssatz.
Was ist denn bei Teilaufgabe b) deiner Meinung nach falsch? Wie soll es richtig sein?
_________________
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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stereo
Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402
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| stereo Verfasst am: 18. Nov 2013 14:13 Titel: |
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Man sollte sich schon über dein Ergebnis wundern. Wie kann es sein, dass der Radius doppelt so hoch ist, wie die Anfangshöhe?
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Matrix
Gast
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| Matrix Verfasst am: 18. Nov 2013 14:20 Titel: |
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wenn für 
Ich komme auch auf R=2*h
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Matrix
Gast
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| Matrix Verfasst am: 18. Nov 2013 14:22 Titel: |
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wenn für
v^{2}=2gh
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Matrix
Gast
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| Matrix Verfasst am: 18. Nov 2013 14:23 Titel: |
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Ich komme auch auf R=2h
wie solls denn sonst anders gehen???
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stereo
Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402
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| stereo Verfasst am: 18. Nov 2013 14:25 Titel: |
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Ja, aber diese Geschwindigkeit besitzt der Wagen im untersten Punkt des Loopings und nicht im obersten Punkt. Somit kann diese Geschwindigkeit gar nicht verwendet werden für das Kräftegleichnis.
Zudem stellt sich die Frage, ob du das Kräftegleichnis nachvollziehen kannst?
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 18. Nov 2013 14:30 Titel: |
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| Matrix hat Folgendes geschrieben: | Ich komme auch auf R=2h
wie solls denn sonst anders gehen??? |
Sowohl Du als auch planck1858 setzen als Geschwindigkeit im höchsten Punkt des Loopings unsinnigerweise die Geschwindigkeit im tiefsten Punkt des Loopings ein.
Das kommt davon, wenn man nur stur irgendwelche Formeln verwendet, ohne sich klarzumachen, welche physikalischen Größen da drin stehen.
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Matrix
Gast
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| Matrix Verfasst am: 18. Nov 2013 14:31 Titel: |
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Was soll ich dann einsetzen?
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Matrix
Gast
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| Matrix Verfasst am: 18. Nov 2013 14:34 Titel: |
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Bis R=v^2/g
ist doch alles richtig oder?
Jetzt müsste man etwas in v einsetzten...
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 18. Nov 2013 14:36 Titel: |
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| Matrix hat Folgendes geschrieben: | Bis R=v^2/g
ist doch alles richtig oder?
Jetzt müsste man etwas in v einsetzten... |
Ja, und zwar die Geschwindigkeit im höchsten Punkt des Loopings. Denn um den geht es doch. Dort soll die Geschwindigkeit so groß sein, dass der Wagen nicht runterfällt.
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Matrix
Gast
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| Matrix Verfasst am: 18. Nov 2013 14:37 Titel: |
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Ja, aber ich kenne die Geschwindigkeit im höchten Punkt doch gar nicht
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Matrix
Gast
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| Matrix Verfasst am: 18. Nov 2013 14:38 Titel: |
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Es geht in dem Aufgabenteil eher um den Durchmesser
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stereo
Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402
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| stereo Verfasst am: 18. Nov 2013 14:39 Titel: |
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Du kennst den Energiesatz, also kennst du die Geschwindigkeit im höchsten Punkt.
Die potentielle Energie wandelt sich in diesem Fall nicht komplett in kinetische Energie um.
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Matrix
Gast
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| Matrix Verfasst am: 18. Nov 2013 14:45 Titel: |
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Also nehme ich an, dass die geschwindigkeit im höchsten Punkt 34,64 m/s beträgt. Das setze ich dann einfach in die gls ein (g=10m/s^2)
Dann bekomme ich für den Radius 119,99 m raus..
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stereo
Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402
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| stereo Verfasst am: 18. Nov 2013 14:47 Titel: |
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Stell doch mal den Energieerhaltungssatz auf. Punkt A ist der Ausgangspunkt, wobei die kinetische Energie 0 ist und Punkt B ist der höchste Punkt im Looping.
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 18. Nov 2013 14:47 Titel: |
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| Matrix hat Folgendes geschrieben: | | Dann bekomme ich für den Radius 119,99 m raus.. |
Dan wäre der Durchmesser des Loopings 240m, also das Vierfache der Anfangshöhe. Damit wären alle Energieprobleme der Welt gelöst.
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Matrix
Gast
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| Matrix Verfasst am: 18. Nov 2013 14:50 Titel: |
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E_A=E_pot
E_B=Epot-E_rot?
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stereo
Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402
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| stereo Verfasst am: 18. Nov 2013 14:55 Titel: |
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Also ich gebe dir jetzt eine kleine Starthilfe:
Die Höhe  ist die Ausgangshöhe. Das ist der Energieerhaltungsatz, wie ich ihn von dir forderte. Ein Teil der potentiellen Energie wandelt sich in kinetische Energie um und Rotationsenergie spielt hier gar keine Rolle.
Jetzt überlege mal, wie groß  ist und was für die Geschwindigkeit im höchsten Punkt gelten muss.
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 18. Nov 2013 14:56 Titel: |
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| Matrix hat Folgendes geschrieben: | E_A=E_pot
E_B=Epot-E_rot? |
Mannomann. Den Energieerhaltungssatz hast Du doch schon zuvor angewendet. Nur ist diesmal die Höhendifferenz nicht h0-0=h0, sondern h0-2r. Mach' Dir mal 'ne Skizze, vielleicht siehst Du's dann.
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Matrix
Gast
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| Matrix Verfasst am: 18. Nov 2013 15:02 Titel: |
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g}{2g}
<br />
)
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stereo
Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402
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| stereo Verfasst am: 18. Nov 2013 15:16 Titel: |
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Eine Skizze wird dir helfen ...
Man kann doch h_B direkt ablesen und muss nichts falsch umstellen.
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 18. Nov 2013 15:18 Titel: |
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| Matrix hat Folgendes geschrieben: | |
Das wird ja immer abenteuerlicher. jetzt subtrahierst du schon Größen unterschiedlicher Dimension voneinander. Und wie groß ist denn nun hb? Hast Du denn, wie vorgeschlagen, mal 'ne Skizze gemacht?
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Matrix
Gast
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| Matrix Verfasst am: 18. Nov 2013 15:19 Titel: |
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Wenn die Geschwindigkeit gleich null ist, dann ist die Anfangshöhe also 60m auch hb.
hb muss kleiner als ha sein.
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 18. Nov 2013 15:21 Titel: |
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Wie groß ist hb denn genau? Keine Zahlenwerte! Nur aus der Skizze ablesen!
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Matrix
Gast
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| Matrix Verfasst am: 18. Nov 2013 15:22 Titel: |
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60m
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Matrix
Gast
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| Matrix Verfasst am: 18. Nov 2013 15:26 Titel: |
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Ok, verstehe, ist wahrschinlich falsch...
wie soll man das denn ablesen wenn da nur ha angegeben ist?
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 18. Nov 2013 15:33 Titel: |
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Wo ist denn Deine Skizze? Da siehst Du doch alles draus!
| Beschreibung: |
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| Dateigröße: |
3.31 KB |
| Angeschaut: |
4813 mal |
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Matrix
Gast
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| Matrix Verfasst am: 18. Nov 2013 15:34 Titel: |
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Ok, neuer versuch, 60m kann es nich sein, weil das mit der geschwindigkeit nich passt, 59m?
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 18. Nov 2013 15:35 Titel: |
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| Matrix hat Folgendes geschrieben: | | Ok, neuer versuch, 60m kann es nich sein, weil das mit der geschwindigkeit nich passt, 59m? |
Keine Zahlenwerte! Schau Dir die Skizze an.
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 18. Nov 2013 15:38 Titel: |
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Teilaufgabe a) ist aber korrekt von mir gelöst, oder?
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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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Matrix
Gast
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| Matrix Verfasst am: 18. Nov 2013 15:39 Titel: |
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Alp hb=ha-deltah
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stereo
Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402
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| stereo Verfasst am: 18. Nov 2013 15:56 Titel: |
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Überleg doch erst mal richtig, bevor du schreibst!
Warum solltest du die Höhe im Punkt B (höchster Punkt im Looping) mit  beschreiben? Ist es nicht sinnvoller eine Eigenschaft vom Looping zu benutzen? Ganz zufällig steht diese Größe auch in der Skizze von GvC.
Also bevor du postest: Mach dir mal genau ein Kopf darüber, was du suchst und welche Größen du kennst bzw. in Zusammenhang mit anderen bringen kannst. Es bringt dir nichts, wenn wir dir alles vorkauen und du rätst Post für Post.
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stereo
Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402
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| stereo Verfasst am: 18. Nov 2013 15:57 Titel: |
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| planck1858 hat Folgendes geschrieben: | | Teilaufgabe a) ist aber korrekt von mir gelöst, oder? |
Ja. Die Formel stimmt, aber nachgerechnet habe ich nicht.
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Moritz73
Gast
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| Moritz73 Verfasst am: 18. Nov 2013 17:28 Titel: |
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| planck1858 hat Folgendes geschrieben: | | Teilaufgabe a) ist aber korrekt von mir gelöst, oder? |
Erwartest du jetzt Lob dafür?
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Matrix
Gast
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| Matrix Verfasst am: 18. Nov 2013 21:33 Titel: |
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ok, hb=2*r
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5785
Wohnort: Heidelberg
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| as_string Verfasst am: 18. Nov 2013 22:39 Titel: |
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Na also, geht doch!
Und jetzt wieder die Energieerhaltung und Du hast einen Ausdruck für die Geschwindigkeit in Abhängigkeit des Radius r,
Wenn Du den hast, dann kannst Du mit der Bedingung, dass die Zentrifugalkraft mindestens so groß sein muss, wie die Gewichtskraft, weiter arbeiten.
Gruß
Marco
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