Kreisbewegung

jenni · Anmeldungsdatum: 13.01.2017 Beiträge: 5

Meine Frage:
Eine Kreisscheibe rotiert um ihre vertikale Achse. In der Mitte M ist eine Feder (D=13 Nm^-1) befestigt und an ihrem Ende der Körper K (m=0,1 kg). Die ungedehnte Feder hat die Länge r0=0,1m

Die Scheibe rotiert (Kreisfrequenz= 9s^-1). K haftet auf der Scheibe mit in der Entfernung r von M.
Gesucht ist das minimale und das maximale r

Meine Ideen:
Mein Idee wäre wenn das r am größten ist, dann muss auch die Kraft, die den Körper nach außen drükt am grrößten sein. Also muss die Radialkraft größer als die Federspannkraft sein. Wenn man dann noch die Reibung miteinbezieht, dann gilt: Frad= Ffeder + Freibung
r= 0,324m würde dann rauskommen

Aber wenn ich den minimalen Wert für r ausrechne, komme ich auf ein geringers Ergebnis. Also wenn das r minimal werden soll, dann ist die Federspannkraft größer also gilt doch Ffeder=Frad+Freibung, oder?

Wäre super wenn ihr meinen Denkfehler aufklären könntet Big Laugh

?

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Willkommen im Forum jenni!

Gibt es vielleicht noch eine Skizze zur Veranschaulichung?

jenni · Anmeldungsdatum: 13.01.2017 Beiträge: 5

Das sind die Aufgaben und darüber sind die Skizzen, die die Aufgaben veranschaulichen.

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Als Vorüberlegung würde ich nachsehen, ob Radien

möglich sind, auf denen der Körper verbleibt, sich also Zentrifugalkraft und Federkraft die Waage halten (von Reibung lese ich nichts):

Die merkwürdige Formulierung "Gesucht ist das minimale und das maximale r" deutet möglicherweise darüber hinaus auf eine Schwingung um diese Ruhelage hin (?) ....

jenni · Anmeldungsdatum: 13.01.2017 Beiträge: 5

Ich dachte, weil die Reibungszahl angegeben ist, muss die Reibung miteinbezogen werden.
Stimmt, die Idee mit der Schwingung ist gut. Dankeschön smile

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Bitte den kompletten Originaltext mitteilen! (Mit Reibung könnten Minimum / Maximum einen Sinn ergeben.)

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

Nein, um Schwingungen kann es hier nicht gehen, weil in der Aufgabe steht, dass der Körper haftet.
Die gegebene Reibung ist deshalb sicherlich auch die Haftreibung. Und die gibt ja nur einen maximalen Kraftbetrag vor. Die daraus tatsächlich auftretende Kaft ergibt sich je nach den anderen angreifenden Kräften sowohl in Betrag als auch Richtung so, dass der Körper eben haften bleibt.
Deshalb geht es in der Aufgabe darum, dass man im einen Fall annehmen soll, dass die Haftreibungskraft maximal in Richtung M wirkt und einmal weg von M. Da die Summe aus allen Kräften sich zu 0 addieren muss, dass mit der Körper haften bleibt, kannst Du jeweils für die beiden Fälle eine Gleichung aufstellen, in der dann auch r vor kommt.

Gruß
Marco

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Warten wir die Original-Aufgabe ab ... smile

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

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Da in der hier geposteten Aufgabenstellung nichts von Reibung steht, auch nicht, ob die Reibung zwischen Körper und Führungsschiene oder zwischen Körper und Scheibe oder zwischen beiden besteht, sollte tatsächlich erstmal die originale Formulierung des Aufgabentextes abgewartet werden.

jenni · Anmeldungsdatum: 13.01.2017 Beiträge: 5

Das ist nochmal die gesamt Aufgabe.
Weil in Aufgabe b) nochmal ausdrücklich die Haftreibungszahl miteingebracht wird, denke ich, spielt die Reibung hier eine wichtige Rolle.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

jenni · Anmeldungsdatum: 13.01.2017 Beiträge: 5

Oh mein Gott, es tut mir so leid, ich habe total vergessen die Riebungszahl mit anzugeben :o
Das ist mir jetzt erst aufgefallen, dass ich das nicht mit in die Aufgabe geschrieben habe.
Verdammt bin ich ein Depp. Hammer

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Moin!

Die Irritation oben geht auf meine Kappe: ich hätte die komplette Aufgabe einfordern müssen,
statt rumzurechnen. (Die Feuerwehr fährt beim Anruf "Es brennt!" auch nicht einfach los.)

Bei a) halten sich Feder- und Haftreibungskraft die Waage

.

Auch bei b) scheint es sich jeweils um konstante Endzustände (r) zu handeln. Das könnte ein Rutschen
nach außen bis zum Halt bedeuten bei r1 mit Reibungskraft < 0 und im andern Fall nach innen
bis r2 mit FR > 0. Das entsprechende Kräftegleichgewicht bitte erstmal für einen Fall aufschreiben!