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Kreisbewegung und Zentripetalkraft
 
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21blubb12



Anmeldungsdatum: 06.03.2007
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Beitrag 21blubb12 Verfasst am: 09. März 2007 15:18    Titel: Kreisbewegung und Zentripetalkraft Antworten mit Zitat

hallo erstma, ich hab so ne dumme aufgabe und mir fehlt nur noch der zweite teil. also die aufgabe. a) ein mensch (m=75 kg) befindet sich am äquator.wie groß ist die zentripetalkraft, die nötig ist, damit er die Erdroation mitmacht(erde als kugel mit radius r= 6370km)?
Lösung:2,53 N ???
b) wie groß ist die zentripetalkraft bei uns in mitteleuropa ( 50° nördlicher breite?)
kann mir da jemand helfen wie man das rausbekommt???
dermarkus
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Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 10. März 2007 00:59    Titel: Antworten mit Zitat

Magst du dazu mal sagen, wie und mit welcher Formel du die a) gerechnet hast? Das brauchst du nämlich wieder in der b).

Tipp: Mach dir für die b) mal eine Skizze mit der Erde als Kreis. Wo findest du in dieser Skizze den Breitengradwinkel 50° wieder? Kannst du in dieser Skizze ein rechtwinkliges Dreieck einzeichnen, mit dem du die Größe in der Formel berechnen kannst, die du in der b) noch nicht kennst?
21blubb12



Anmeldungsdatum: 06.03.2007
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Beitrag 21blubb12 Verfasst am: 10. März 2007 12:25    Titel: Antworten mit Zitat

a) hab ich mit der formel: 4 (pi)^2 x m*r/ umlaufdauer^2.
und jetzt weiß ich nicht weiter.
dermarkus
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Anmeldungsdatum: 12.01.2006
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 10. März 2007 13:39    Titel: Antworten mit Zitat

Das r ist ja der Radius der Kreisbahn. Wo ist der in deiner Skizze für einen Punkt am 50° Breitengrad, und wie groß isr der Kreisbahnradius hier also in der b)?

Magst du deine Skizze dazu am besten mal hier reinstellen?
21blubb12



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Beitrag 21blubb12 Verfasst am: 11. März 2007 10:59    Titel: Antworten mit Zitat

ehrlichgesagt hab ich keine ahnung wie man hier bilder reinstellt.

r= 6 370 000 meter
dermarkus
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 11. März 2007 14:17    Titel: Antworten mit Zitat

Einfach zum Beispiel mit paint zeichnen und die Datei als Attachment hinzufügen. Tipp: Klick auch mal links unten beim Beitrag-Schreiben auf "Erlaubte Dateierweiterungen", da steht, welche Bilddateien du anhängen kannst und wie groß sie sein dürfen.

Das r, das du da angibst, ist der Erdradius. Der ist der Bahnradius der Kreisbahn aus a). Ein Punkt auf dem 50. Breitengrad bewegt sich auf einem anderen Kreis mit einem anderen Radius, wie du mit einer Skizze sehen kannst.
21blubb12



Anmeldungsdatum: 06.03.2007
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Beitrag 21blubb12 Verfasst am: 11. März 2007 16:33    Titel: Antworten mit Zitat

das wäre meine zeichnung


!!! 50°.jpg
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!!! 50°.jpg


dermarkus
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 11. März 2007 19:01    Titel: Antworten mit Zitat

Okay smile

Kannst du nun in dieser Zeichnung auch schon einzeichen, welcher Winkel hier gleich 50° ist? Und wo in dieser Zeichnung findest du den Radius, der Kreisbahn, den du in der b) brauchst?
21blubb12



Anmeldungsdatum: 06.03.2007
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Beitrag 21blubb12 Verfasst am: 12. März 2007 14:06    Titel: Antworten mit Zitat

r keine ahnung das ist doch der ganze kreis oder nicht?
und die 50° müssten doch dann am mittelpunkt (äquator) liegen?
kannst du nicht mal ne zeichnung rein stellen? Gott
dermarkus
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 12. März 2007 17:59    Titel: Antworten mit Zitat

Ich möchte dir ja lieber helfen, das selbst zu schaffen, und dir nicht die Hauptarbeit abnehmen, indem ich dir die Skizze zeichne, mit der du dann alles rechnen kannst.

Wenn du dir nicht sicher bist, was der Radius der Kreisbahn ist, auf dem sich zum Beispiel eine Stadt auf dem 50. Breitengrad um die Erdachse herumbewegt, magst du dir dann einfach mal einen Globus hernehmen, einen Finger auf so eine Stadt halten, und dann den Globus um seine Achse drehen? (Und falls du keinen Globus zur Hand haben solltest, magst du dann zur Not statt dessen einen großen Ball nehmen?)

Siehst du dann, auf welcher Kreisbahn sich die Stadt bewegt? Wo liegt dann der Mittelpunkt dieser Kreisbahn, und wo ist der Radius dieser Kreisbahn, und wo ist der 50°-Winkel, der die Lage dieser Stadt beschreibt?

Kannst du dann diese Dinge sicher herausfinden und in deine Skizze mit einzeichnen?

(Tipp zum Ausrechnen am Ende: Das farbige Dreieck in deiner Skizze ist kein rechtwinkliges; denn der obere Winkel ist kein rechter. Ein rechtwinkliges Dreieck, das du zum Ablesen deiner Formeln verwenden kannst, findest du woanders in deiner Skizze, wenn du es geschafft hast, den 50°-Winkel, den Mittelpunkt der Kreisbahn und den Radius der Kreisbahn von b) einzuzeichnen.)
21blubb12



Anmeldungsdatum: 06.03.2007
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Beitrag 21blubb12 Verfasst am: 12. März 2007 19:24    Titel: Antworten mit Zitat

aber das ist doch ein rechtwinkliges dreieck oder etwa nicht???
das braune ist dre rechte winkel und der lila strich der 50° breitengrad und (meiner meinung nach) der mittelpunkt ist das eingekreiste.



1234 50°.jpg
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1234 50°.jpg


dermarkus
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 13. März 2007 00:38    Titel: Antworten mit Zitat

Einverstanden, der Mittelpunkt der Kreisbahn ist das, was du in deiner Skizze eingekreist hast smile

Wo in deiner Skizze ist also der Radius dieser Kreisbahn?
21blubb12



Anmeldungsdatum: 06.03.2007
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Beitrag 21blubb12 Verfasst am: 13. März 2007 13:53    Titel: Antworten mit Zitat

das müsste doch das lilane sein.
sonst wüsste ich nicht wo das sein sollte.
??? könnte man mit folgender formel auch rechnen?
x/r=50°/180
dermarkus
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 13. März 2007 17:35    Titel: Antworten mit Zitat

21blubb12 hat Folgendes geschrieben:
das müsste doch das lilane sein.

Ich glaube, da bist du mit deiner Vermutung auf der richtigen Spur. Magst du jetzt nochmal genauer hinschauen, und darauf achten, was der Unterschied zwischen Radius und Durchmesser ist?

Magst du erstmal das mit dem Radius klären und einzeichnen, und dich dann als nächstes darum kümmern, den 50°-Winkel in deine Skizze einzuzeichnen, und dann erst anfangen, eine Formel aufzustellen?

Ohne die fertige Skizze ist das Formelaufstellen nämlich bloßes Raten.
21blubb12



Anmeldungsdatum: 06.03.2007
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Beitrag 21blubb12 Verfasst am: 13. März 2007 18:09    Titel: Antworten mit Zitat

r ist die hälfte vom durchmesser.

alles was ich weiß ist jetzt eingezeichnet mehr weiß ich an dieser stelle nun wirklich nicht mehr.



50° 2.jpg
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50° 2.jpg


dermarkus
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 13. März 2007 18:20    Titel: Antworten mit Zitat

grübelnd Rätst du da gerade?

Oben hast du noch von dem lila Strich gesprochen und dir den Mittelpunkt der Kreisbahn in b) richtig überlegt, und jetzt fängst du plötzlich an, statt dem Bahndurchmesser in b) wieder einfach nur den Erddurchmesser oder den Erdradius einzuzeichnen grübelnd

Und mit deiner Vermutung für den 50°-Winkel bin ich nicht einverstanden: Überleg mal, der muss so eingezeichnet sein, dass man damit alle Breitengrade zwischen 0° und 90° sinnvoll beschreiben kann.

Ich würde vorschlagen, überleg nochmal in aller Ruhe mit dem, was du nun schon weißt, und zeichne dann nochmal die Skizze mit dem Mittelpunkt der Kreisbahn in b), dem Radius der Kreisbahn in b) und dem 50°-Winkel, der den Breitengrad angibt.
21blubb12



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Beitrag 21blubb12 Verfasst am: 14. März 2007 14:06    Titel: Antworten mit Zitat

das wäre meine letzte zeichnung
lila strich= 50 breiten grad
der mittelpnukt dazu ist eingekreist
und das schwarze ist jetzt mein 50° winkel wenn der
das nicht ist dann weiß ich nicht mehr weiter.
tut mir leid aber ab jetzt kan mir keiner mehr helfen außer
jdm. zeigt mir zumindest ein teil der richtigen zeichnung



50° 3.jpg
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50° 3.jpg


dermarkus
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 14. März 2007 16:22    Titel: Antworten mit Zitat

Mal ein Tipp in Form einer Zeichnung.

Siehst du nun, was in dieser Zeichnung der Radius der Kreisbahn eines Punktes auf dem 50. Breitengrad ist,

und wo der Winkel ist, der den Breitengrad angibt? Siehst du auch, dass dieser Winkel auch dann den Breitengrad richtig angibt, wenn der Breitengrad nicht der 50. sondern zum Beispiel der 0. (also der Äquator) oder der 90. (also der Nordpol) ist?



50__3.jpg
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21blubb12



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Beitrag 21blubb12 Verfasst am: 14. März 2007 19:18    Titel: Antworten mit Zitat

ja nach längerem überlegen ist das alles nachvollziehbar.
aber ich bin mir nicht sicher ob ich das selber hinbekommen hätte.
dankeschön smile
dermarkus
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 14. März 2007 19:24    Titel: Antworten mit Zitat

Welche Formel kannst du nun aus dieser Skizze ablesen? Kannst du damit die b) rechnen?

Vorschlag: Bezeichne den Radius der Erde mit R und den Radius der Kreisbahn in b) mit r.
21blubb12



Anmeldungsdatum: 06.03.2007
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Beitrag 21blubb12 Verfasst am: 15. März 2007 13:50    Titel: Antworten mit Zitat

zuerst hab ich den cos errechnet.
dann alle infoemationen in die formel eingesetzt:
4(pi)^2*m*r/T^2 =1,7 N
danke nochmal
dermarkus
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 15. März 2007 19:35    Titel: Antworten mit Zitat

21blubb12 hat Folgendes geschrieben:
zuerst hab ich den cos errechnet.
dann alle infoemationen in die formel eingesetzt:
4(pi)^2*m*r/T^2 =1,7 N

Darf ich da zurückfragen, was du da

21blubb12 hat Folgendes geschrieben:
zuerst hab ich den cos errechnet.


genau gerechnet hast? Ich bekomme als Ergebnis ein bisschen was anderes als 1,7 N. Ob das an einem Rechenfehler oder einfach nur an einem Rundungsfehler liegt?
21blubb12



Anmeldungsdatum: 06.03.2007
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Beitrag 21blubb12 Verfasst am: 15. März 2007 19:49    Titel: Antworten mit Zitat

cos= r(= 6370000m) * cos(50°) = 4094.56m
dermarkus
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Beitrag dermarkus Verfasst am: 15. März 2007 19:56    Titel: Antworten mit Zitat

grübelnd

Das, was du da in den Taschenrechner eingetippt hast, scheint mir richtig zu sein,

aber wie du das interpretierst und aufschreibst, kann ich noch nicht nachvollziehen:

* Wir hatten uns ja oben darauf geeinigt, den Erdradius mit R und den Kreisbahnradius mit r zu bezeichnen. Wolltest du da in deiner Formel also vielleicht R* cos(50°) schreiben?

* Ganz links in deiner Gleichung schreibst du "cos =" . Nun ist "cos" aber eine Funktion und keine Größe in Metern. Was meinst du hier anstelle von "cos=" ? (Wo hast du denn das Ergebnis dieser Rechenzeile weiterverwendet und in die andere Formel eingesetzt?)

* Kann es sein, dass du ganz rechts in deiner Rechnung die Einheiten m und km verwechselt hast?
21blubb12



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Beitrag 21blubb12 Verfasst am: 16. März 2007 15:37    Titel: Antworten mit Zitat

ja die einheiten hab ich verwechslet, sry.
und es ist auch richtig das ich R*cos(50°) shcreiben wollte.
die masse war gegeben und die umlaufdauer beträgt 24*3600.
und dann einstetzen
dermarkus
Administrator


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Beitrag dermarkus Verfasst am: 16. März 2007 18:17    Titel: Antworten mit Zitat

21blubb12 hat Folgendes geschrieben:

und dann einstetzen

Was ist das, was du einsetzt, und wo setzt du es ein?

Wie heißt deine Gleichung

??? = R*cos(50°)

wenn du das ??? durch die richtige Variablenbezeichung ersetzt? (Kannst du dann sogar diese Gleichung in der Skizze, die wir gemacht haben, in einem rechtwinkligen Dreieck wiederfinden?)
21blubb12



Anmeldungsdatum: 06.03.2007
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Beitrag 21blubb12 Verfasst am: 17. März 2007 11:11    Titel: Antworten mit Zitat

cos =4094.56 km
f= 1/86 400 1/s
r= 4094557,1 m
v= 2 pi *r*f= pi* 4094557,1 / 43 200 m/s =287,76 m/s
az= v^2/r= 0,014 m/s^2
Fz=m*az= 1,04 N
stimmt dann wohl doch nicht mit meinem ersten ergebnis überein grübelnd



50 ° 3!.jpg
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50 ° 3!.jpg


dermarkus
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Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 17. März 2007 12:07    Titel: Antworten mit Zitat

21blubb12 hat Folgendes geschrieben:
cos =4094.56 km
r= 4094557,1 m

Du meinst also nicht "cos=", sondern statt dessen willst du "r=" sagen. Dann bin ich hier einverstanden smile

In deiner Skizze hats du die Bezeichnungen anders gewählt als in deiner Rechnung. Dort, wo ein c steht, muss das r stehen, und dort, wo in deiner Skizze das r steht, muss der Erdradius R stehen. Findest du dann die Formel r=R*cos(50°) in dem rechtwinkligen Dreieck in der Skizze wieder?

Beim Rechnen mit den vielen Zahlen scheinst du dich irgendwo vertippt zu haben. Tipp: Rechne erstmal solange wie möglich mit Formeln, ohne die konkreten Zahlenwerte einzusetzen! Setze das r = R*cos(50°) ein (diese Formel meinst du offenbar mit deiner Rechnung, jetzt wo du die Bezeichungen sauber korrigiert hast) und rechne erstmal nur mit den Formeln. Siehst du dann, wie du mit ganz wenig Eintippaufwand (also ganz wenig "Tippfehlerrisiko") mit Hilfe der fertig eingesetzten und umgeformten Formel das Ergebnis aus b) aus dem Ergebnis berechnen kannst, das du aus a) kennst?
21blubb12



Anmeldungsdatum: 06.03.2007
Beiträge: 80

Beitrag 21blubb12 Verfasst am: 21. März 2007 15:48    Titel: Antworten mit Zitat

kein plan was ich machen soll. physikarbeit eh verhaun.
und mit formeln komm ich auch nicht gut klar, ich kürze immer
da wo man gar nicht kürzen kann. da kann man nichts machen Hammer
Airblader



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Beitrag Airblader Verfasst am: 21. März 2007 23:06    Titel: Antworten mit Zitat

Doch, kann man. Es braucht nur Arbeit.
Nämlich vllt. bei größeren Problemen nochmal von Grund auf die Regeln lernen (evtl. Nachhilfe) und viel Üben Augenzwinkern

air

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"Mehr als die Vergangenheit interessiert mich die Zukunft, denn in ihr gedenke ich zu leben." (Albert Einstein)
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