Kugel in Rinne

ola187 · Gast

Meine Frage:
Hallo ich schreibe morgen eine Physik Arbeit und habe Probleme bei folgender Aufgabe:

In einer Halbkreisförmig gebogenen Rinne befindet sich eine Kugel. Leiten sie allgemein her, wie hoch die Kugel steigt.

Die Lösung lautet: h = r - (g/?)

Meine Ideen:
Ich habe ernsthaft keine Ideen und bin verzweifelt ich bitte um dringende hilfe!

Lyndon · Anmeldungsdatum: 14.09.2019 Beiträge: 11

In der Lösung steht ein Fragezeichen?

Das kann kaum die ganze Aufgabenstellung sein. Die Höhe ist, so wie ich die Aufgabe verstehe, von der Größe, der Masse und dem Bewegungszustand abhängig.

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5870

Wenn man die Einheiten anschaut, könnte es sich beim Fragezeichen um ein

handeln, und wenn man nachrechnet, zeigt es sich, dass dies tatsächlich der Fall ist. Wobei man noch anfügen müsste, was gar nicht erwähnt wird, dass die Rinne mit der Winkelgeschwindigkeit

rotiert.

Zum Herleiten: am einfachsten ist es wohl, man betrachet die Situation im rotierenden Bezugssystem der Rinne. In diesem System wirkt neben der Gewichtskraft und der Normalkraft durch die Rinne noch die Zentrifugalkraft. Damit die Kugel in diesem System in Ruhe bleibt, muss die Vektorsumme aus Gewichts- und Zentrifugalkraft entgegengerichtet zur Normalkraft, also senkrecht zur Rinne am Ort der Kugel gerichtet sein.

Skizze machen! Und nun als Tipp: drücke den Tangens des „Auslenkungswinkels“ einerseits durch die Gewichts- und die Zentrifugalkraft, anderseits durch den Radius r der Rinne, die Höhe h der Kugel sowie den Abstand der Kugel von der Rotationsachse aus. Das sollte auf die herzuleitende Gleichung führen.

Lyndon · Anmeldungsdatum: 14.09.2019 Beiträge: 11

Die Rinne rotiert? Wo liest du das raus?

Mir käme erstmal der Satz von Steiner in den Sinn. Mir kommt es hier sinnvoller vor, sich die Energien anzuschauen, anstelle der Dynamik.

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5870

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861