Kraft und Winkel bei Rotation berechnen

JohnLehemdary · Gast

Meine Frage:
Moin, ich scheitere an folgender Aufgabe:

Eine Metallkugel mit der Masse 10 kg hängt an einem 2 m langen Seil und bewegt sich auf einer horizontal liegenden Kreisbahn. Die Bahngeschwindigkeit der Kugel ist 6 m/s.
(a) Welche Kraft wirkt im Seil?
(b) Welchen Winkel bildet das Seil mit dem Lot?

Meine Ideen:
Ich habs mit dem Steinerschen Satz versucht, ich habe versucht J mit 2/5 * m * r^2 auszurechnen, doch nichts...

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 5866

Zuerst einmal: Skizze machen und Kräfte einzeichnen, auch wenn diese oft wiederholte Anweisung vielleicht nervt.
Zur Kontrolle: Es wirken im Inertialsystem nur die Seilkraft und die Gewichtskraft, in einem mitrotierenden System zusätzlich die Zentrifugalkraft.
Nun können 2 Gleichungen aufgestellt werden für die horizontal und die vertikal wirkenden Kraftkomponenten. Eine erste Gleichung wäre

Dabei ist alpha der Winkel des Seils zum Lot. Eine weitere Gleichung kann für die horizontale Richtung aufgestellt werden (benutze dabei, dass die Beschleunigung in horizontaler Richtung gleich v^2/r ist, wie immer bei einer gleichförmigen Kreisbewegung; r=Radius der Kreisbahn). Das Gleichungssystem führt auf eine quadratische Gleichung für die Seilkraft

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