Datenübertragung durch ein Seil

SuchtyTV · Anmeldungsdatum: 06.03.2015 Beiträge: 3

Ich habe ein Seil mit einer Länge von 1 Millionen Meter. Es wiegt 30 kg. Am Ende des Seil befestige ich einen Schalter, er lässt sich mit einer Kraft von 1 Newton umlegen. Ich ziehe am Anfang des Seiles so, dass ich den Schalter umlegen werde. Es gibt keine Schwerkraft oder anderweitigen Kräfte.

Meine Frage: Wann legt sich der Schalter um. (Das Seil ist bereits komplett gestreckt)

Warum stelle ich diese Frage:
Ich gebe Daten weiter ---> c ist die grenze.

Wie ist Formel dafür? Ich habe leider NULL Ansätze...

yellowfur · Moderator Anmeldungsdatum: 30.11.2008 Beiträge: 804

Das kommt darauf an, wie das Seil an deinem Schalter befestigt ist, ist es ein Kippschalter, ein Drehschalter, eher ein Knopf zum Ziehen?

Ist das Seil nicht straff gespannt, muss sich die Störung entlang des Seils ausbreiten, bis sie den Schalter erreicht. Im einfachsten Fall wäre das

Hier ist s die Länge des Seils und t die Zeit, die es braucht, bis zum Schalter zu wandern.
Aber du hast ja noch Reibung und die Ausbreitung der Störung ändert die Spannung des Seils etc.
Im Prinzip kannst du das beliebig kompliziert rechnen. Selbst wenn das Seil richtig straff gespannt ist, wird die Störung noch durch die Molekülbindungen wandern müssen.

Das Problem ist einfach, dass im Newtonschen Bild Kräfte instantan wirken würden, aber in Wahrheit breiten sie sich mit einer endlichen, unbekannten, materialabhängigen Geschwindigkeit aus.

Du hast völlig Recht, dass die Obergrenze für Ausbreitungsgeschwindigkeiten die Lichtgeschwindigkeit im Vacuum c wäre. Aber so schnell wird sich die Kraft nicht ausbreiten.

ML · Anmeldungsdatum: 17.04.2013 Beiträge: 3405

Hallo,

im Grunde geht es ja um so etwas wie eine Gitarrensaite. Um eine Idee zu bekommen, wie Du rechnen kannst, kannst Du ja mal hier herein schauen:
http://www.physik.uni-regensburg.de/studium/praktika/a1/download/versuch3.pdf

Die Annahme "Das Seil ist bereits komplett gestreckt" verhindert allerdings, dass Du eine Wellengleichung aufstellen kannst. Sie bedeutet, dass das Seil bei einer erhöhten Zugkraft reißen wird.

Viele Grüße
Michael