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Massepunkt rollt und hebt von Kugel ab?
 
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Andi31420
Gast





Beitrag Andi31420 Verfasst am: 17. Jun 2017 21:25    Titel: Massepunkt rollt und hebt von Kugel ab? Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Also ich zitiere mal aus dem Schulbuch:
Auf einer unbeweglichen Kugel befindet sich ein Massepunkt in einer labilen Stellung. Wird er aus der Gleichgewichtslage ausgelenkt, so vewegt er sich zunächst auf der Kugeloberfläche. In welchem vertikalen Abstand h verlässt der Massenpunkt die Oberfläche?

Dazu ist zu sagen, dass sich der Massepunkt auf der Zeichnung am obersten Punkt der Kugel befindet. Werte sind nicht gegeben.

Meine Ideen:
Das Thema ist Energieerhaltungssatz der Mechanik und als Ergebnis kommt im Schulbuch ohne Rechenweg (das ist mein Problem) h= R/3
Mit Eges=Egesh komme ich nicht weiter und habe auch keine Ahnung welche Formel ich sonst für die Berechnung anwenden könnte.
Ich hoffe auf eine Antwort und Danke im vorraus dafür.
MfG
isi1



Anmeldungsdatum: 03.09.2006
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Beitrag isi1 Verfasst am: 17. Jun 2017 21:37    Titel: Antworten mit Zitat

Das hört sich an, als ob die Geschichte ohne Reibung berechnet werden soll. In diesem Fall ist die Geschwindigkeit v = √(2 g Δh) mit Δh = (1-cosß)*R. Wenn die Zentrifugalkraft mv²/R die Gewichtskomponente in Radiusrichtung m g cosß übersteigt, hebt die rutschende Masse ab.

Reicht Dir das?

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Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ
isi1



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Beitrag isi1 Verfasst am: 18. Jun 2017 10:01    Titel: Antworten mit Zitat

isi1 hat Folgendes geschrieben:
Reicht Dir das?
Anscheinend reicht es nicht.
mv²/R = m g cosß ... v² einsetzen
m 2 g Δh/R = m g cosß ... m und g kürzen
2 Δh/R = cosß .... Δh einsetzen und R kürzen
2 (1-cosß) = cosß ... durch (2*cosß)
1/cosß = 3/2
cos ß = 2/3
Δh = (1-cosß)*R = R/3 ... wie ganz oben erwähnt.

Kritik: Allerdings steht in der Überschrift: rollt und hebt von Kugel ab?
Wenn das rollt, ist es vermutlich eine kleine Kugel, die einen Teil der Energie in ihrer Rotation erhält. Demnach ist obige Rechnung unvollständig, oder?

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as_string
Moderator


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Beitrag as_string Verfasst am: 18. Jun 2017 10:53    Titel: Antworten mit Zitat

isi1 hat Folgendes geschrieben:
Kritik: Allerdings steht in der Überschrift: rollt und hebt von Kugel ab?

Andererseits ist von einem Massepunkt die Rede, was eigentlich immer gleichbedeutend damit ist, dass er keine Rotationsenergie hat. Allerdings kann ein Massepunkt eigentlich auch gar nicht rollen.

Gruß
Marco
isi1



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Beitrag isi1 Verfasst am: 18. Jun 2017 11:06    Titel: Antworten mit Zitat

as_string hat Folgendes geschrieben:
Allerdings kann ein Massepunkt eigentlich auch gar nicht rollen.
Stimmt, Marco, ich hatte wahrscheinlich fehlerhft angenommen, dass der Radius der Kugel gegen Null geht, dann steigt die Drehzahl nach ∞ und die Rotationsenergie bleibt erhalten. Augenzwinkern
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Andi31420
Gast





Beitrag Andi31420 Verfasst am: 20. Jun 2017 17:42    Titel: Antworten mit Zitat

Danke für die ausführlichen Antworten! Und nein die Kugel rollt nicht, das habe ich schlecht formuliert.
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