| Autor |
Nachricht |
Philipp321
Anmeldungsdatum: 22.04.2007
Beiträge: 8
|
 Philipp321 Verfasst am: 22. Apr 2007 12:09 Titel: Physik der Loopingbahn (nicht so, wie die anderen Aufgaben) |
 |
|
Hallo,
heute erst angemeldet und schon ein Problem:
| Zitat: | Ein Hersteller von Kirmes-Fahrgeschäften will höhere Loopingbahnen als bisher bauen. Die Wagen der bisherigen Bahnen erreichten eine maximale Fahrhöhe im Looping von h,alt = 10m , diese soll nun auf h,neu = 15m vergrößert werden. Rechnen Sie mit g = 9,81 m/s² .
a) Welche Anlaufgeschwindigkeit muss ein Wagen im untersten Punkt A der alten Loopingbahn erreicht haben, damit er im obersten Punkt B ordnungsgemäß passieren kann? (Kontrolle: 15,66 m/s) |
Ich denke mal, man kann hier den Energieerhaltunssatz verwenden, nur habe ich ein Problem:
Energie in A = Energie in B
EkinA + EhA = EkinB + EhB
1/2*m*vA² + 0 = m*g + h / m wegkürzen
vA² = g + h * 2
Dann weiß ich nicht mehr weiter! Bitte helft mir 
Danke im Vorraus
Philipp321 |
|
 |
-Christian-
Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199
|
| -Christian- Verfasst am: 22. Apr 2007 12:36 Titel: |
|
|
Hallo Phillip!
Du hast richtig erkannt, dass du hier den Energieerhaltungssatz benötigst. Leider wolltest du aber den zweiten Schritt dem ersten vorweg nehmen und hast dann auch einen Fehler beim Einsetzen der Gleichungen in deine Energiebilanz gemacht.
Vielleicht hilft es dir, wenn du erst noch einmal schaust, was du bei deiner Energiebilanz falsch gemacht hast (schaue dir nochmal die rechte Seite der Gleichung genau an). Wenn du da den Fehler gefunden hast, dann überleg dir mal, welche Größe dir in der Gleichung dann (neben der gesuchten  ) fehlt und schau mal, ob du die fehlende Größe nicht irgendwie ersetzen/ausrechnen kannst. (Dabei überlege dir am besten mal, was alles gegeben sein muss, damit der Wagen sicher durch den Looping kommt)
Kommst du so weiter?
Gruß
Christian
[Edit] PS: Jetzt hätte ich es fast vergessen: Willkommen im Forum!  |
|
|
Philipp321
Anmeldungsdatum: 22.04.2007
Beiträge: 8
|
| Philipp321 Verfasst am: 22. Apr 2007 12:49 Titel: |
|
|
Danke dir schonmal Christian
Dann versuche ich mal weiter zu rechnen:
Energie in A = Energie in B
EkinA + EhA = EkinB + EhB
1/2*m*vA² + 0 = 1/2*m*vB² + m*g*h / m kürzen
Die EkinB müsste doch der Gewichtskraft entsprechen, damit der Wagen nicht im höchsten Punkt runterfällt oder?
-> 1/2*m*vA² + 0 = m*g + m*g*h / m kürzen
vA² = g + g*h / 1/2
Da komm ich immernoch nicht auf das angegebene Ergebnis 
? |
|
|
-Christian-
Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199
|
| -Christian- Verfasst am: 22. Apr 2007 13:06 Titel: |
|
|
Gut, deine Energiebilanz im ersten Teil hast du nun richtig aufgestellt. Deine fehlende Größe ist  ... oder genauer, da du ja die Masse m schon richtig gekürzt hast und die damit keine Rolle für den gesamten Sachverhalt spielt, kann man also sagen, dass dir die Geschwindigkeit  des Wagens im Punkt B fehlt.
| Zitat: | | Die EkinB müsste doch der Gewichtskraft entsprechen, damit der Wagen nicht im höchsten Punkt runterfällt oder? |
Nicht ganz richtig. Du wolltest gerade eine Energie und eine Kraft gleichsetzen. Da beides ja aber vollkommen unterschiedliche physikalische Größen sind, geht das so nicht.
Außerdem suchen wir ja nur noch , sodass wir das in der Gleichung ersetzen können und nicht nicht die kinetische Energie im Punkt B.
Damit der Wagen nicht runterfällt muss also nicht eine Energie, sondern eine Kraft existieren, die der Gewichtskraft entgegenwirkt und sie zumindest vollkommen aufhebt, damit der Wagen auch sicher durch den Looping kommt. Welche Kraft kann das denn in einem Looping sein?
Gruß
Christian |
|
|
Philipp321
Anmeldungsdatum: 22.04.2007
Beiträge: 8
|
| Philipp321 Verfasst am: 22. Apr 2007 13:22 Titel: |
|
|
Das müsste die Zentrifugalkraft sein. Denn diese wirkt nach außen oder nicht? 
Nur was bringt mir das? Gibts dafür ne Formel? 
Christian? Ich welche Stufe gehst du eigentlich? Du bist wie ein Lehrer  |
|
|
-Christian-
Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199
|
| -Christian- Verfasst am: 22. Apr 2007 13:30 Titel: |
|
|
| Zitat: | | Christian? Ich welche Stufe gehst du eigentlich? Du bist wie ein Lehrer |
Oh Gott ... wie grässlich.  Mache gerade mein Abi.
Sorry ... aber es würde ja nichts bringen, wenn ich dir die Lösung hier auf einem Silbertablett präsentiere. Du willst das ganze ja sicherlich verstehen, oder? Und der beste Weg ist es eben immer, wenn man selbst darauf kommt ... deswegen wollen wir hier nur Denkanstöße geben.
Im tafelwerk (und hoffentlich auch deinem Hefter) findest du folgende Formel für Zentrifugalkräfte:
In welcher Klassenstufe bist du? Habt ihr Kreisbewegungen noch nicht behandelt? Das solltet ihr nämlich, wenn ihr Loopingaufgaben berechnet.
Gruß
Christian |
|
|
Philipp321
Anmeldungsdatum: 22.04.2007
Beiträge: 8
|
| Philipp321 Verfasst am: 22. Apr 2007 13:35 Titel: |
|
|
| Zitat: |
|
kann man diese Formel dann nicht einfach nach v umstellen und dann bei vB einsetzen?
Ich bin in der 11 und wir haben gerade erst mit Kreisbewegungen angefangen. |
|
|
-Christian-
Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199
|
| -Christian- Verfasst am: 22. Apr 2007 13:38 Titel: |
|
|
| Zitat: | | kann man diese Formel dann nicht einfach nach v umstellen und dann bei vB einsetzen? |
Richtig! Wenn du mir jetzt noch sagst, womit du dann das  in der Formel ersetzt und warum, dann bin ich zufrieden (und du sicher auch )!
| Zitat: | | Ich bin in der 11 und wir haben gerade erst mit Kreisbewegungen angefangen. |
Dann kennst du diese Formel doch aber sicher, oder nicht?
Gruß
Christian |
|
|
Philipp321
Anmeldungsdatum: 22.04.2007
Beiträge: 8
|
| Philipp321 Verfasst am: 22. Apr 2007 13:42 Titel: |
|
|
ääähm . F = m*a vielleicht?
Und was wäre dann in diesem Fall a?
| Zitat: | | Dann kennst du diese Formel doch aber sicher, oder nicht? |
Ja, gerade im Heft gesehen |
|
|
-Christian-
Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199
|
| -Christian- Verfasst am: 22. Apr 2007 13:45 Titel: |
|
|
| Zitat: | | Und was wäre dann in diesem Fall a? |
Das fällt dir sicherlich gleich ein, wenn du nochmal überlegst, was diese Kraft denn bewirken soll. Was macht sie denn? Warum ist sie für die Loopingfahrt wichtig? |
|
|
Philipp321
Anmeldungsdatum: 22.04.2007
Beiträge: 8
|
| Philipp321 Verfasst am: 22. Apr 2007 13:52 Titel: |
|
|
achja ... a entspricht hierbei g 
dann forme ich jetzt mal um:
m * g = m * v² / r
v² = g * r
einsetzen in die andere Gleichung:
1/2*vA² + 0 = 1/2*vB² + g*h
1/2*vA² + 0 = 1/2*g*r + g*h
vA² = g*r + g*h <- entweder falsch umgeformt oder anderer Fehler
ich komme nicht auf das Kontrollergebnis!? |
|
|
-Christian-
Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199
|
| -Christian- Verfasst am: 22. Apr 2007 13:57 Titel: |
|
|
Genau!
Ich würde sagen, dass du falsch umgeformt hast. Sieht so aus, als mochtest du das 1/2 nicht so ... da steckt der Fehler, musst du mal schauen.
Was setzt du für r ein? |
|
|
Philipp321
Anmeldungsdatum: 22.04.2007
Beiträge: 8
|
| Philipp321 Verfasst am: 22. Apr 2007 14:00 Titel: |
|
|
Für r setz ich 5 ein, da r ja der halbe Durchmesser ist!
Ich kann doch einfach beide Seiten mit 2 multiplizieren, dann fällt das 1/2 doch weg oder nicht!? |
|
|
-Christian-
Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199
|
| -Christian- Verfasst am: 22. Apr 2007 14:04 Titel: |
|
|
Mit dem r bin ich einverstanden.
Bei dem 1/2 hast du nicht beachtet, dass das ganze auf der rechten Seite eine Summe ist und das 1/2 nur im ersten Summanden enthalten ist. Den zweiten Summanden, also das g*h musst du also auch noch mit 2 multiplizieren. Und dann haut das ganze auch hin ... |
|
|
Philipp321
Anmeldungsdatum: 22.04.2007
Beiträge: 8
|
| Philipp321 Verfasst am: 22. Apr 2007 14:06 Titel: |
|
|
danke, danke, danke
Ohne dich hätt ich das nie hingekriegt!
Tolles Forum hier, muss ich sagen |
|
|
-Christian-
Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199
|
| -Christian- Verfasst am: 22. Apr 2007 14:10 Titel: |
|
|
Gern geschehen!
| Zitat: | | Ohne dich hätt ich das nie hingekriegt! |
Ich denke doch. Du musst dich glaube ich nur etwas mehr konzentrieren, wenn du Gleichungen umstellst. Der Rest ist dann nur etwas Vorstellung, die du damit kommt, wenn du Aufgaben rechnest und dich in die Aufgabe hineindenkst.
Gruß
Christian |
|
|
anon93
Gast
|
| anon93 Verfasst am: 30. März 2010 10:00 Titel: thx from anon93 |
|
|
erstmal thx ppl.
bin grad 10. und muss des bis morge mache. hatte voll panik weil ich nach stundenlangem gruebeln nix verstande hab. jetz kapier ichs - vorallem des mit der zentripetalbeschl. = gravitation hat geholfe. |
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
