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Nachricht |
Denise0412
Anmeldungsdatum: 21.05.2018
Beiträge: 1
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 Denise0412 Verfasst am: 21. Mai 2018 21:55 Titel: Dynamik Achterbahn |
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Meine Frage:
Hallo zusammen,
ich brauche Hilfe bei folgender Aufgabe:
3) Ein Wagen auf einer Looping-Bahn startet aus der Höhe h1 = 13 m mit v0 = 0 m/s und rast zunächst durch den tiefsten Punkt der Bahn in der Höhe h2 = 0 m. Anschließend geht es in den Looping, dessen höchster Punkt in der Höhe h3 = 8 m liegt.
a) Berechnen Sie die Geschwindigkeit v, mit der der Wagen den Scheitel passiert.
b) Berechnen Sie die Beschleunigung, die der Wagen im Scheitelpunkt erfährt.
c) Aus welcher Höhe h müsste der Wagen starten, damit er den Scheitelpunkt in
Schwerelosigkeit passiert?
Meine Ideen:
Aufgabe a) und c) habe ich bereits gelöst, aber bei b) komme ich nicht weiter. Ich muss da ja die Tagentialbeschleunigung berechnen, aber habe keine Winkelbeschleunigung gegeben... |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5852
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| Myon Verfasst am: 21. Mai 2018 22:28 Titel: Re: Dynamik Achterbahn |
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Willkommen hier im Forum
| Denise0412 hat Folgendes geschrieben: | | ... Ich muss da ja die Tagentialbeschleunigung berechnen, aber habe keine Winkelbeschleunigung gegeben... |
Damit beim Scheitelpunkt eine Tangentialbeschleunigung auftritt, müsste dort eine Kraft in horizontaler Kraft wirken - das ist aber nicht der Fall. Es wirken nur die Gewichtskraft und die Normalkraft der Schiene auf den Wagen.
Somit zeigt die Beschleunigung am höchsten Punkt in radialer Richtung (Zentripetalbeschleunigung), und ihren Betrag erhältst Du einfach aus der Geschwindigkeit und dem Radius des Loopings. Wenn Du den Teil c) gelöst hast, sollte das kein Problem sein. |
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Denise192017
Gast
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| Denise192017 Verfasst am: 22. Mai 2018 21:08 Titel: Looping |
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Ich finde dazu aber keine passende Formel, da a=v^2/r nicht mit dem Ergebnis der Lösung übereinstimmt. Dort beträgt a=14,715 m/s^2. |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5852
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| Myon Verfasst am: 22. Mai 2018 22:21 Titel: Re: Looping |
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| Denise192017 hat Folgendes geschrieben: | | Ich finde dazu aber keine passende Formel, da a=v^2/r nicht mit dem Ergebnis der Lösung übereinstimmt. Dort beträgt a=14,715 m/s^2. |
Diesen Wert erhält man, wenn die Starthöhe 11 m beträgt. Entweder ist die Musterlösung nicht richtig, oder liegt vielleicht ein Fehler in der wiedergegebenen Aufgabenstellung? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 23. Mai 2018 10:11 Titel: |
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| Myon hat Folgendes geschrieben: | | Entweder ist die Musterlösung nicht richtig, oder liegt vielleicht ein Fehler in der wiedergegebenen Aufgabenstellung? |
Doch, die Musterlösung ist richtig und entspricht auch der hier wiedergegebenen Aufgabenstellung.
| Denise192017 hat Folgendes geschrieben: | | Ich finde dazu aber keine passende Formel, da a=v^2/r nicht mit dem Ergebnis der Lösung übereinstimmt. |
Das ist die falsche Formel. Richtig ist
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5852
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| Myon Verfasst am: 23. Mai 2018 10:24 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | Richtig ist
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Vielleicht habe ich jetzt gerade einen riesen Blackout. Aber die Beschleunigung auf der Kreisbahn ist a=v^2/r. Für die Normalkraft der Schiene auf den Wagen gilt im Scheitelpunkt
)
Für eine gewisse Geschwindigkeit v verschwindet diese Kraft, und der Wagen ist schwerelos (hat aber immer noch die Beschleunigung v^2/r). |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 23. Mai 2018 10:43 Titel: |
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| Myon hat Folgendes geschrieben: | ...Für die Normalkraft der Schiene auf den Wagen gilt
... |
Und genau nach dieser Beschleunigung a ist in Aufgabenteil b) gefragt. Also
Da kommt nun mal a=14,715m/s² raus. Ich weiß gar nicht, was Du dagegen hast?
Rechnung:
\cdot g)
Gegebene Größen einsetzen:
\cdot 9,81\frac{m}{s^2}=1,5\cdot 9,81\frac{m}{s^2}=14,715\frac{m}{s^2}) |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5852
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| Myon Verfasst am: 23. Mai 2018 10:55 Titel: |
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Nochmals: Die Beschleunigung ist, falls ich mich jetzt nicht grad schwer täusche,
Diese Beschleunigung ist unabhängig von der wirkenden Erdbeschleunigung g, sondern hängt nur von der Bahnkurve ) ab. Deshalb ist m.E. auch die oben angegebene Musterlösung nicht richtig.
PS: Nach Deiner Gleichung wäre die Beschleunging bei v=0 gleich -g, was offensichtlich nicht der Fall ist. |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 23. Mai 2018 12:49 Titel: |
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| GVC hat Folgendes geschrieben: | |
Die von dir angegebene Beschleunigung ist nicht messbar.
Die Beschleunigung im Inertialsystem ist
für die momentane radiale Richtung im Scheitel
solange FG< m*v²/r ist steuert die Normalkraft den Rest dazu und die gesamte Inertialsystem beschleunigung radial ist v²/r
wird FG größer m*v²/r ist die Normalkraft null und somit entspricht die Beschleunigung dann g.
Fragt man sich mit welcher Beschleunigung der Körper seine radiale Geschwindigkeit nach innen verändert so ist dies nicht
 sondern es gilt
nach aussen positiv, da a inertial radial nach innen wirkt müssten wir es negativ einsetzen.
wenn wir es mit positiven Wert einsetzen wollen.
solange der Körper sich auf der Kreisbahn befindet ist die radiale Geschwindigkeit null und a_inertial radial entspricht vt²/r.
 ist keine Beschleunigung auf das Inertialsystem sondern gibt nur an wie sich der Betrag von  verändert.
 kann sich aber schon alleine dadurch verändern das das Objekt eine andere Position hat und man nun vr neu ausrichtet obwohl die eigentliche Gesamtgeschwindigkeit gleich bleiben kann und im Inertialsystem somit nicht beschleunigt wird.
_________________
WAS IST LOS IN EUROPA? https://www.youtube.com/watch?v=a9mduhSSC5w |
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Denise04122
Gast
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| Denise04122 Verfasst am: 23. Mai 2018 17:16 Titel: Danke |
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Vielen Dank für eure Hilfe, wir haben die Aufgabe heute besprochen und man muss tatsächlich die Differenz der Radialbeschleunigung und der Erdbeschleunigung berechnen.
Vieln Dank!!!! |
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5852
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| Myon Verfasst am: 23. Mai 2018 20:29 Titel: Re: Danke |
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| Denise04122 hat Folgendes geschrieben: | | ... und man muss tatsächlich die Differenz der Radialbeschleunigung und der Erdbeschleunigung berechnen. |
Um was zu erhalten? Ich kann mich nur wiederholen, die Beschleunigung des Wagens im Scheitelpunkt ist
Falls bei b) etwas anderes erwartet wird, hätte man zumindest schreiben müssen „Berechnen Sie die Beschleunigung, welche der Wagen durch die Schienen erfährt“ o.ä., aber auch das wäre m.E. noch missverständlich und unüblich.
Die Differenz  wird im Fall c) (Schwerelosigkeit) =0. Eine Beschleunigung von 0 im Scheitelpunkt würde heissen, dass die Fahrt des Wagens dort eine gleichförmige Bewegung darstellt, was wohl niemand behauptet. |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 23. Mai 2018 22:04 Titel: |
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@ Myon ich vermute mal, das man sich auf das beschleunigte Bezugssystem bezieht, das sich mit dem Wagen mitbewegt.
Dieses würde mit v²/r nach innen beschleunigen, daher gibts eine Trägheitskraft entsprechend nach aussen und die Gravitationskraft kompensiert diese.
Teile würden dann dementsprechend mit GVCs angabe mit dieser Beschleunigung nach aussen fallen.
Aber wo steht das, verwende sie ein beschleunigtes Bezugssystem und wohlgemerkt nichtmal der Wagen selbst würde so nach aussen beschleunigen weil ja wiederum die Normalkraft wirkt. Also der Wagen ruht in diesem Systen. Die Beschleunigung wäre dann eine künstliche Schwerebeschleunigung im System. Aber da steht nichts, ermitteln sie die Schwerebeschleunigung im Wagen.
Da steht ermitteln sie die Beschleunigung des Wagens.
Was für ein Quatsch.
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Wagener9,81
Gast
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| Wagener9,81 Verfasst am: 14. Jun 2018 15:21 Titel: |
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| Myon hat Folgendes geschrieben: |
Falls bei b) etwas anderes erwartet wird, hätte man zumindest schreiben müssen ... |
Leider sind die Aufgabenstellungen bei diesem Professor zum größten teil schwammig. So fällt dann auch die Klausur aus... |
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