Milchkanne-schwere Aufgabe

Gast

Hi Leutz!

Hab da eine Schwere (für mich schwer) Aufgabe zur Kreisbewegung:

Ein Bauer schwingt eine Milchkanne in nem vertikalen Kreis (r=1m).
(Die Kreisbewegung sei gleichförmig).

a) Wie groß muss die Geschwindigkeit im höchsten Punkt sein, damit keine Milch ausläuft?

b) Mit welcher Kraft muss er die Kanne (m=2 kg) dann im höchsten bwz. tiefsten Punkt halten?

Ich hoffe ihr könnt mir die Aufgabe erklären/durchrechnen mit ausführlichen Schritten.

VIelen Dank !!!!!!!

Neko · Anmeldungsdatum: 04.07.2004 Beiträge: 526 Wohnort: Berlin

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Hallo,

Komplettlösungen gibts hier leider nicht, aber gerne Hilfen zum Selberlösen und Unterstützung.

Wenn der Bauer die Kanne schwenkt, macht die Kanne eine Kreisbewegung. Die Kraft, die die Kanne und ihren Inhalt dabei nach außen zieht, ist die Zentrifugalkraft.
Wie groß ist die ? Kennst du die Formel für die Zentrifugalkraft?

Und diese Zentrifugalkraft muss mindestens so groß sein wie die Gewichtskraft, die den Inhalt der Kanne nach unten zieht, sonst wird der Bauer nass.
Wie lautet die Formel für die Gewichtskraft ?

Viel Erfolg, dermarkus

// Neko war schneller.
// Statt "Zentripetalkraft" meint er genaugenommen die nach außen gerichtete Zentrifugalkraft, für deren Größe aber dieselbe Formel gilt.

// edit2: Und as_string (4:13 pm) hat recht: Neko hat sich bei der Formel für die Gewichtskraft vertan. Die richtige Formel für die Gewichtskraft ist G=m*g

Gast

habe die gleiche frage, nur b) lautet bei mir anders: Wie groß ist die Grenzdrehfrequenz?
Und a) lautet: Wie groß muss die Geschwindigkeit im höchsten Punkt MINDESTENS sein, damit keine Milch ausläuft.
Die Arbeitsschritte sind mir völlig klar, allerdings komme ich bei a) auf das Ergebnis 4,43 m/s, während die vom prof gegebene lösung 3,13 m/s lautet. mein fehler oder sein? und was ist die grenzdrehfrequenz?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5789 Wohnort: Heidelberg

@Neko: Die Bewegung soll ja gleichförmig sein, deshalb brauchst Du da nichts mit mgh (also pot. Energie) zu rechnen.
Für die Geschwindigkeit im höchsten Punkt hat man also:

Wenn die Geschwindigkeit die ganze Zeit gleich bleibt, dann ist die Zentrifugalkraft (betragsmäßig) auch im tiefsten Punkt so groß wie die Gewichtskraft, und deshalb ist die Summe dann einfach die doppelte Gewichtskraft.
Anders wird's natürlich, wenn man die Energieerhaltung nimmt, um im tiefsten Punkt die Geschwindigkeit aus zu rechnen, wenn man nicht von gleichförmiger Kreisbewegung aus geht...

Gruß
Marco