| Autor |
Nachricht |
Iduna
Anmeldungsdatum: 15.01.2007
Beiträge: 313
|
 Iduna Verfasst am: 15. Jan 2007 21:34 Titel: "Todesspirale" auf dem Volksfest - Energieerhaltun |
 |
|
Hallo, habe hier eine Aufgabe mit der ich absolut nicht klar komme.
Ein Wagen soll eine Schleifenbahn mit dem Radius r reibungsfrei durchlaufen, ohne herunterzufallen.
1.) Wie hoch muss die Starthöhe y1 mindestens gewählt werden?
2.) Ist die Steighöhe abhängig von der Anzahl der Personen, die im Wagen sitzen??
Also so spontan würd ich bei der zweiten Aufgabe mal sagen, dass die Höhe nicht abhängig von der Masse ist, da sich bei dem Energieerhaltungssatz die Masse wegkürzt, also wenn man die potentielle und kinetische Energie gleich setzt.
| Beschreibung: |
|
| Dateigröße: |
10.03 KB |
| Angeschaut: |
3726 mal |
|
|
|
 |
dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
|
| dermarkus Verfasst am: 16. Jan 2007 01:06 Titel: |
|
|
Magst du erst einmal überlegen, was die Bedingung dafür ist, dass der Wagen in der Schleifenbahn nicht herunterfällt?
Tipp: Dazu muss er im höchsten Punkt der Schleifenbahn schnell genug sein, das wird also eine Bedingung sein, die mit der Geschwindigkeit v_2 zu tun hat.
-------------------------
Ich würde sagen, die Bewegung des Wagens in der Schleifenbahn geht so: Der Wagen startet oben bei y2, dann fährt er runter bis zum tiefsten Punkt in dem Kreis, dann fährt er im Kreis hoch bis zum höchsten Punkt (dort ist das v_2 eingezeichnet), dann fährt er weiter im Kreis, runter bis zum tiefsten Punkt, und dann fährt er unten nach rechts aus dem Kreis raus.
|
|
|
Iduna
Anmeldungsdatum: 15.01.2007
Beiträge: 313
|
| Iduna Verfasst am: 16. Jan 2007 13:46 Titel: |
|
|
|
Hmm ich hätte jetzt gedacht, dass der Wagen bei y1 startet und runter fährt, dann zu v2 hochrollt und eine gewisse Höhe eben benötigt wird, damit er genug Schwung hat und bei v2 nicht runterfällt. Bei v2 ist dann denke ich die Erdanziehungskraft null. Irgendwas ist bei dem v2 speziell. Aber ich weiß nicht, wie ich da weiter vorgehen kann.
|
|
|
as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5787
Wohnort: Heidelberg
|
| as_string Verfasst am: 16. Jan 2007 13:59 Titel: |
|
|
Hallo!
Die Erdanziehung wird die ganze Zeit gleich bleiben. Aber gegen die Erdanziehung wirkt noch eine andere Kraft nach oben, die im höchsten Punkt die Erdanziehung mindestens ausgleichen muss, damit der Waagen nicht herunter fällt.
Hast Du eine Idee, um welche Kraft es sich dabei handeln könnte?
Gruß
Marco
|
|
|
Iduna
Anmeldungsdatum: 15.01.2007
Beiträge: 313
|
| Iduna Verfasst am: 16. Jan 2007 14:59 Titel: |
|
|
|
Naja denke mal, dass es dann poteltielle Energie ist??
|
|
|
as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5787
Wohnort: Heidelberg
|
| as_string Verfasst am: 16. Jan 2007 15:24 Titel: |
|
|
Hallo!
Ja, nicht nur, dort gibt es auch eine kinetische Energie.
Ich hatte aber nach einer Kraft gefragt, noch nicht nach der Energie.
Das Problem ist ja: Wenn der Waagen an der höchsten Stelle ist, dann wirkt auf ihn die Erdanziehungskraft nach unten. Damit er von dort nicht einfach runter fällt, muss auch noch eine Kraft irgendwie nach oben wirken. Was meinst Du, was könnte das für eine Kraft sein? Denke daran, dass sich der Waagen ja auf einer Kreisbahn bewegt. Fällt Dir eine Kraft ein, die bei Kreisbewegungen eine Rolle spielt?
Gruß
Marco
|
|
|
killerschlumpf
Anmeldungsdatum: 16.01.2007
Beiträge: 27
|
| killerschlumpf Verfasst am: 16. Jan 2007 19:50 Titel: |
|
|
hi, habe gerade das selbe problem, mit der gleichen aufgabe.
komme einfach nicht klar damit 
da steht übrigends in der aufgabenstellung wirklich:
Wie hoch muss die Starthöhe y1 gewählt werden? daher gehe ich davon aus, dass der wagen da auch startet, zumal der pfeil in richtung y2 zeigt.
*ratlos*
@Iduna: kann es sein, dass das aufgabe 31. ist und oben auf dem zettel "aufgabenblatt 9 zur mechanik" steht?!
€: y1: Ekin = 1/2 *m*v1² mit v1=0
Epot = m*g*h1 mit h1=x*2r wobei x ne variable ist
y2: Ekin = 1/2*m*v2² wobei v2 ja nicht gleich 0 ist
Epot = m*g*h2 mit h2=2r
soweit richtig?
€2:
wenn ich jetzt gleichsetze:
Epot1=Epot2+Ekin2
m*g*h1=m*g*h2 + m/2 *v2²
nach rauskürzen und umstellen erhält man:
h1=2r+ v2²/2g
nur weiter komm ich nicht?!
|
|
|
as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5787
Wohnort: Heidelberg
|
| as_string Verfasst am: 16. Jan 2007 20:51 Titel: |
|
|
| killerschlumpf hat Folgendes geschrieben: | €: y1: Ekin = 1/2 *m*v1² mit v1=0
Epot = m*g*h1 mit h1=x*2r wobei x ne variable ist |
Du kannst direkt y2 schreiben. Wieso gerade x*2r? Klar, man könnte es auch als Vielfaches von 2r ausdrücken, aber wozu?
| killerschlumpf hat Folgendes geschrieben: | y2: Ekin = 1/2*m*v2² wobei v2 ja nicht gleich 0 ist
Epot = m*g*h2 mit h2=2r
soweit richtig?
|
Ja, so weit ist das alles richtig. Nur das Problem: Wie groß muss v2 sein? Ich könnte Euch das jetzt einfach verraten, aber das wäre ja langweilig!
Überlegt doch mal: Das Ding bewegt sich auf einer Kreisbahn. Welche Kräfte wirken denn da? Einmal die Gewichtskraft, die wirkt ja immer und zwar in Richtung: nach unten. Aber wenn Ihr in einem Auto um die Kurve fahrt, dann werdet Ihr doch nicht nur von der Gewichtskraft nach unten gedrückt, sondern auch zur Seite... Genau so wirkt auch hier noch eine zusätzliche Kraft und die hat auch eine bestimmte Richtung.
Die resultierende Kraft darf nicht nach unten wirken, sonst fällt das Ding einfach runter. Also muss zusätzlich zur Gewichtskraft noch eine Kraft nach oben wirken und die hängt von der Geschwindigkeit ab. Welche könnte das sein?
Gruß
Marco
|
|
|
killerschlumpf
Anmeldungsdatum: 16.01.2007
Beiträge: 27
|
| killerschlumpf Verfasst am: 16. Jan 2007 21:59 Titel: |
|
|
ahjo, zentripetalkraft
Fz=(m*v²)/r
nachher mal noch versuchen *g*
|
|
|
dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
|
| dermarkus Verfasst am: 16. Jan 2007 22:03 Titel: |
|
|
| killerschlumpf hat Folgendes geschrieben: | ahjo, zentripetalkraft
Fz=(m*v²)/r |
Ich denke, du meinst das richtige  Das, was hier nach außen zieht, nennt sich Zentrifugalkraft (nicht Zentripetalkraft, die würde nach innen wirken), und wird genau durch die Formel beschrieben, die du da gefunden hast.
|
|
|
killerschlumpf
Anmeldungsdatum: 16.01.2007
Beiträge: 27
|
| killerschlumpf Verfasst am: 16. Jan 2007 22:40 Titel: |
|
|
ups stimmt, zentrifugalkraft
a) im y2 muss Fz=Fg sein, damit der wagen nicht runterstürzt, einsetzen, nach v auflösen.
E in y1 = E in y2 setzen
für v2 das v einsetzen, dass man bei Fz=Fg rausbekam und man erhält h1=2,5r (bzw in der aufgabenstelung y1=2,5r) als starthöhe.
b) ich frag mich immernoch was der mit steighöhe meint. jedoch würde ich sagen, dass die masse keine rolle spielt, der wagen jedoch maximal so hoch "steigen" kann wie bei y1, also nur so hoch wie seine starthöhe, aufgrund der energieerhaltung. würde er höher steigen währe energie zugeführt worden, würde er nicht so hoch steigen, währe energie verloren gegangen. (gilt nur wenn man reibung, luftwiderstand etc vernachlässigt).
thx schonmal für die hilfe, würde mich aber immernoch interessieren, ob Iduna bei mir in mechanik sitzt 
|
|
|
dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
|
| dermarkus Verfasst am: 16. Jan 2007 22:42 Titel: |
|
|
|
Mit Steighöhe ist hier bestimmt die Höhe 2r gemeint, die der Looping bei gegebener Starthöhe y1 haben darf, ohne dass der Wagen runterfällt.
|
|
|
killerschlumpf
Anmeldungsdatum: 16.01.2007
Beiträge: 27
|
| killerschlumpf Verfasst am: 16. Jan 2007 22:45 Titel: |
|
|
| dermarkus hat Folgendes geschrieben: | | Mit Steighöhe ist hier bestimmt die Höhe 2r gemeint, die der Looping bei gegebener Starthöhe y1 haben darf, ohne dass der Wagen runterfällt. |
oder die die er theoretisch erreichen könnte wenn er keinen looping fahren würde, manchmal drückt der prof sich umständlich aus -.-
|
|
|
dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
|
| dermarkus Verfasst am: 16. Jan 2007 22:47 Titel: |
|
|
Macht das einen Unterschied für die richtige Antwort in b) ? 
|
|
|
killerschlumpf
Anmeldungsdatum: 16.01.2007
Beiträge: 27
|
| killerschlumpf Verfasst am: 16. Jan 2007 22:51 Titel: |
|
|
|
natürlich net, kann man ja schön mit Epot1+Ekin1=Epot2+Ekin2 (masse rauskürzen, da konstant) beweisen.
|
|
|
Iduna
Anmeldungsdatum: 15.01.2007
Beiträge: 313
|
| Iduna Verfasst am: 16. Jan 2007 23:07 Titel: |
|
|
@killerschlumpf, ja wir haben wohl das selbe Aufgabenblatt und ich bin bei dir in Mechanik ^^ hab mich voll kaputtgelacht, als ich das gelesen hab *gggg*  na dann bis Freitag
|
|
|
Iduna
Anmeldungsdatum: 15.01.2007
Beiträge: 313
|
| Iduna Verfasst am: 16. Jan 2007 23:09 Titel: |
|
|
|
ach ja nochmal DANKE an alle denke, jetzt hab ich die Aufgabe verstanden und werde damit keine Probleme mehr haben. Fand die Zeichnung am Anfang aber auch ziemlich verwirrend.
|
|
|
killerschlumpf
Anmeldungsdatum: 16.01.2007
Beiträge: 27
|
| killerschlumpf Verfasst am: 16. Jan 2007 23:29 Titel: |
|
|
is hier offtopic erlaubt? naja egal, lehramt oder uwi?
btw finds wirklich nett hier, bin durch zufall über das board gestolpert 
|
|
|
Iduna
Anmeldungsdatum: 15.01.2007
Beiträge: 313
|
| Iduna Verfasst am: 16. Jan 2007 23:33 Titel: |
|
|
Lehramt und selbst??
Ja find das Board hier echt klasse =) Hat mir auch bei Aufgabe 30 geholfen ^^
|
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
