Pendel

Sondiago1 · Gast

Hallo Physiker, ich habe folgendes Problem:

Ein zylindrischer Körper mit der Masse m=0,5kg und dem Durchmesser d=4cm ist an einem dünnen Faden aufgehängt. Das Pendel wird um den Winkel alpha aus der Ruhelage bei straffen Faden ausgelenkt und dabei um h=20cm gegen die Ruhelage angehoben.

a) Bestimmen Sie die Art und den Betrag der Engerie beim loslassen des Pendels

b) Mit einer Lichtschranke wird die Zeit gemessen, die das Pendel zum passieren der Lichtschranke braucht (t=0,02s) Berechnen Sie die Geschwindigkeit beim passieren der Nulllage.

c) Welche Energiearten treten auf und wie wandeln Sie sich um. Gilt der Energieerhaltungssatz?

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Ich danke euch jetzt schon mal und danke für die Antworten

Sondiago

Gast

Tja, wie sieht's denn von deiner Seite aus? Irgendwelche Ideen? Nur die Aufgabe ist ein bisschen dürftig.

a) Art und Betrag der Energie sollte nicht zu schwierig sein, du hast eine Masse und die hebst du an. -> Welche Energieform liegt vor?

b) Du weißt wie breit das Ding ist und wie lange es braucht um die Nulllage zu durchlaufen, also kannst du damit leicht die Geschwindigkeit dabei (etwa) berechnen.

c) Welche Energieart hatte es in a)? Welche hatte es in b)? Sind beide gleich groß?

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

Hallo!

Hier handelt es sich wohl um ein physikalisches Pendel, bei dem Du mit Trägheitsmomenten und Rotationsenergie rechnen mußt.
Kannst Du schon bei der a) die Art der Energie sagen, wenn das Pendel (noch) in Ruhe ist und die Masse aber um 20cm höher liegt. als im Nullpunkt?
b) Die Masse hat keine Höhe mehr, dafür aber eine (Translations-) Geschwindigkeit und dreht sich auch noch dabei (Rotation). Welche Energieen sind das dann und wie sind die Formeln dafür?

Versuch' mal damit was an zu fangen. Wenn Du nicht weißt, von was ich rede, einfach nochmal posten!

Gruß
Marco

Gast

@as_string: Da man die Länge des Zylinders bzw. dessen Dichte nicht gegeben hat, wird das mit Trägheitsmoment rechen problematisch. Ich denke die Angabe des Durchmessers ist nur da, damit man etwa die Geschwindigkeit beim Nulldurchgang berechnen und den EES bestätigen kann.

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

Hallo!

Mmh... kann sein grübelnd

...
Aber die Masse ist gegeben und sein Durchmesser. Wenn man von einem homogenen Körper aus geht, könnte man das Trägheitsmoment schon berechnen. Ich denke aber, dass Du recht hast. So wie die Aufgabe gestellt ist, braucht man da das Trägheitsmoment nicht wirklich. Hatte mich da etwas verlesen.
Aber trotzdem vermute ich, dass rauskommt, dass die kinetische Energie in der Nulllage geringer ist als die potentielle am Anfang. Die Antwort auf die Energieerhaltung wäre dann eben, dass ein Teil noch in der Rotationsenergie steckt und deshalb die Energie trotzdem erhalten sein kann, denke ich.
Irgendwie ist die Aufgabe nicht so richtig eindeutig, würde ich sagen, oder?
Hubs, jetzt habe ich schon 90% der Lösung gepostet... Wenn das mal schlau war??!?

Gruß
Marco

Nikolas

Es gibt aber keine Kraft, die den Körper zum Rotieren bringen könnte. Von daher dürfte er sich auch nicht drehen.

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

Nikolas

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

Hallo!

Ok, ich habe mal die Energien ausgerechnet:

Offensichtlich soll das wohl dann etwa die selbe Energie sein und es ist hier wirklich nicht an die Rotationsenergie gedacht! Dann ist wohl auch mein erster Post nicht wirklich sinnvoll...

Gruß
Marco

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Das sehe ich auch so: der Körper pendelt hier einfach nur hin und her und dreht sich nicht dabei.

Dass er zylindrisch ist und einen bestimmten Durchmesser hat, braucht man für die Geschwindigkeitsmessung in der Lichtschranke.

Sondiago · Anmeldungsdatum: 06.05.2004 Beiträge: 11

thx für alle antworten