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shadow07
Anmeldungsdatum: 08.04.2007
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
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 as_string Verfasst am: 24. Apr 2007 11:06 Titel: |
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Hallo!
Die nach r aufgelöste Gleichung stimmt überhaupt nicht. Schau Dir das nochmal an. Im Zähler ist eine Summe!
Übrigens darf da dann nicht einfach ein negativer Wert raus kommen. Da musst Du Dir schon überlegen, warum da was negatives raus kommt und warum es aber trotzdem positiv weiter verwendet werden kann. Erstmal würde ich zumindest nicht unbedingt davon ausgehen, dass das Ergebnis richtig ist, wenn was negatives raus kommt. Höchstens ich kann mir erklären, warum das so ist.
Gruß
Marco
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pfnuesel
Anmeldungsdatum: 04.11.2004
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| pfnuesel Verfasst am: 24. Apr 2007 11:11 Titel: |
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Hallo
Ja, die Berechnung von  musst du natürlich nochmals überdenken.
Danach kannst du die Kräfte betrachten, die auf den Sitz wirken. So solltest du einen Wert für  erhalten.
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shadow07
Anmeldungsdatum: 08.04.2007
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| shadow07 Verfasst am: 24. Apr 2007 11:16 Titel: |
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Ihr habt natürlich recht. Ein sehr peinlicher Fehler von meiner Seite.
 
Welche Kräfte wirken auf den Sitz? Die Zentrifugalkraft und Gewichtskraft. Es wirkt auch noch die Kraft der Kette auf den Sitz, aber die brauch man für T und v glaube ich nicht.
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pfnuesel
Anmeldungsdatum: 04.11.2004
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| pfnuesel Verfasst am: 24. Apr 2007 11:20 Titel: |
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| shadow07 hat Folgendes geschrieben: | | Welche Kräfte wirken auf den Sitz? Die Zentrifugalkraft und Gewichtskraft. |
Was würde dann mit dem Sitz passieren, wenn nur die Gewichtskraft und die Zentripetalkraft wirken? Nur die Gewichtskraft wirkt vertikal, also müsste der Sitz nach unten fallen. Das ist aber nicht der Fall, irgendeine Kraft muss also diese Gewichtskraft kompensieren. Und woher kommt die Zentripetalkraft? Welche Kraft bringt die Zentripetalkraft auf?
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shadow07
Anmeldungsdatum: 08.04.2007
Beiträge: 371
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| shadow07 Verfasst am: 24. Apr 2007 11:32 Titel: |
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| pfnuesel hat Folgendes geschrieben: |
Was würde dann mit dem Sitz passieren, wenn nur die Gewichtskraft und die Zentripetalkraft wirken? Nur die Gewichtskraft wirkt vertikal, also müsste der Sitz nach unten fallen. Das ist aber nicht der Fall, irgendeine Kraft muss also diese Gewichtskraft kompensieren. |
Ja, es wirkt noch eine Kraft senkrecht nach oben. Kann man dazu Normalkraft sagen?
| pfnuesel hat Folgendes geschrieben: |
Und woher kommt die Zentripetalkraft? Welche Kraft bringt die Zentripetalkraft auf? |
Durch die Kreisbewegung des Karussells wird der Zentripetalkraft entgegengewirkt. Das ist wie mit einem Auto, dass in einer Kurve fährt. Dort ist es aber die Haftreibung.
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pfnuesel
Anmeldungsdatum: 04.11.2004
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| pfnuesel Verfasst am: 24. Apr 2007 11:48 Titel: |
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| shadow07 hat Folgendes geschrieben: | | Ja, es wirkt noch eine Kraft senkrecht nach oben. Kann man dazu Normalkraft sagen? |
Das ist leider nicht ganz richtig. Der Grund, wieso der Sitz nicht runterfällt ist die Kette, an der er befestigt ist. Die Kette zeigt aber nicht senkrecht nach oben (ihr senkrechter Anteil hebt aber die Gewichtskraft auf!).
| shadow07 hat Folgendes geschrieben: | | Durch die Kreisbewegung des Karussells wird der Zentripetalkraft entgegengewirkt. Das ist wie mit einem Auto, dass in einer Kurve fährt. Dort ist es aber die Haftreibung. |
Auch hier braucht es wieder eine Kraft, die den Sitz zur Kreisbewegung "zwingt". Beim Auto ist es die Haftreibung des Reifens auf den Untergrund, der diese Kraft aufbringt, richtig. Beim Karussell ist es wieder die Kette, die den Sitz auf der Kreisbahn hält. Für das Aufbringen der Zentripetalkraft ist aber die horizontale Komponente verantwortlich.
Beachte: Die Zentripetalkraft ist eine resultierende Kraft. Es herrschen nur zwei Kräfte am Karussell, die Gewichtskraft und die Kraft in der Kette. In vertikaler Richtung müssen sich die Kräfte aufheben, denn der Sitz bleibt auf konstanter Höhe. In horizontaler Richtung, muss die Zentripetalkraft resultieren, da wir wissen, dass sich der Sitz im Kreis dreht.
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shadow07
Anmeldungsdatum: 08.04.2007
Beiträge: 371
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| shadow07 Verfasst am: 24. Apr 2007 13:16 Titel: |
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Ok, die Kraft der Kette ist aber erst als letztes gesucht.
Im Moment weis ich nicht, wie ich hier rechnen soll. Muss ich die horizontale Kraft ermitteln und gleich der Zentripetalkraft setzen, um mein T und v zu erhalten?
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5786
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| as_string Verfasst am: 24. Apr 2007 13:28 Titel: |
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Hallo!
Im mitrotierten Bezugssystem wirkt ja die Scheinkraft "Zentrifugalkraft". In diesem System bleibt der Sitz aber ständig an der selben Stelle "hängen".
Wenn etwas in Ruhe bleibt oder generell unbeschleunigt ist, bedeutet das, dass sich die Kräfte auf ihn gegenseitig vektoriell aufheben müssen. Du kannst also schreiben:
Was wissen wir bei dieser Gleichung schon: Wir kennen Betrag und Richtung der Kraft FG (nach unten und mg). Wir kennen die Richtung von FZ und auch von F-Kette, nur noch nicht ihre Beträge.
Wir haben also zwei Unbekannte und die Vektorgleichung liefert auch zwei gewöhnliche Gleichungen, so dass man dieses Gleichungssystem lösen kann.
Gruß
Marco
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shadow07
Anmeldungsdatum: 08.04.2007
Beiträge: 371
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| shadow07 Verfasst am: 24. Apr 2007 22:39 Titel: |
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Hallo!
Kennen wir nicht auch den Betrag von  , nämlich  ?
 auszurechnen geht erst, wenn man  berechnet hat. Uns fehlt aber noch T und v.
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shadow07
Anmeldungsdatum: 08.04.2007
Beiträge: 371
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| shadow07 Verfasst am: 25. Apr 2007 18:14 Titel: |
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Habt ihr mich vergessen? 
Soll ich ein Koordinatensystem erstellen mit allen drei Kräften und dem Sitz als Ursprung, um dann die x- und y-Komponenten zu berechnen?
Irgendwie scheint es mir als berechnet man damit die Kraft der Kette, aber noch bzw. zuerst ist ja die Umlaufdauer und die Geschwindigkeit gesucht.
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pfnuesel
Anmeldungsdatum: 04.11.2004
Beiträge: 248
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| pfnuesel Verfasst am: 25. Apr 2007 19:26 Titel: |
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Was spricht denn dagegen, zuerst die Kraft auf die Kette zu berechnen? Hast du diese einmal, so sind die weiteren Grössen sehr einfach zu berechnen.
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shadow07
Anmeldungsdatum: 08.04.2007
Beiträge: 371
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| shadow07 Verfasst am: 25. Apr 2007 19:51 Titel: |
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| pfnuesel hat Folgendes geschrieben: | | Was spricht denn dagegen, zuerst die Kraft auf die Kette zu berechnen? |
Nichts, nur müsste ich an der Stelle auch weiterkommen 
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5786
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| as_string Verfasst am: 25. Apr 2007 20:34 Titel: |
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Hallo!
Also, Du hast die Gewichtskraft. Du weißt, dass sich der Sitz 60° auslenkt. Das bedeutet, dass die (Vektor-)Summe aus Gewichtskraft und der Zentrifugalkraft auch 60° zur senkrechten haben muss, weil genau diese Kraft es ist, die durch die Kettenkraft ausgeglichen werden muss und die zieht nunmal 60° nach oben/links.
Also:
)
Damit kannst Du Fz ausrechnen, damit w, damit T und v. Vorher musst Du noch r ausrechnen, das sollte aber nicht so schwer sein aufgrund der vorgegebenen Geometrie.
Die Kraft auf die Kette ergibt sich dann einfach durch den Pythagoras.
Gruß
Marco
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shadow07
Anmeldungsdatum: 08.04.2007
Beiträge: 371
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| shadow07 Verfasst am: 25. Apr 2007 21:27 Titel: |
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Wohin zeigt die Zentrifugalkraft, dass du auf den Tangens kommst?
Ah, waagerecht zur Mitte.
Der Pythagoras ist kein Problem, wenn man F_g verschiebt. Dann hat man nämlich ein rechtwinkliges Dreieck aus allen drei Kräften.
Wie ich über die Zentrifugalkraft zur Winkelgeschwindigkeit komme ist mir aber ein Rätsel.
Ah, verdammt über  und 
Ich kenne doch die Formeln, sollte sie nur mal sinnvoll ineinander einsetzen
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5786
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| as_string Verfasst am: 25. Apr 2007 22:24 Titel: |
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Hallo!
Ja, das sieht schon viel besser aus.
Allerdings zeigt die Zentrifugalkraft immer nach außen und die Zentripetalkraft immer nach innen.
Gruß
Marco
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shadow07
Anmeldungsdatum: 08.04.2007
Beiträge: 371
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| shadow07 Verfasst am: 25. Apr 2007 22:28 Titel: |
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Haben beide nicht denselben Betrag, weil sie sich aufheben?
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Clavat
Anmeldungsdatum: 25.04.2007
Beiträge: 4
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| Clavat Verfasst am: 27. Apr 2007 19:20 Titel: |
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Durch mathematische Überlegungen und Formeln kam folgendes raus:
Und für die Kraft mit der das Ganze auf die Sitze wirkt, hab ich mir überleegt, dass 2 Kräfte als Resultierende die Kette bilden, nämlich die Gewichtskraft des Körpers und die Zentrifugalkraft. Also hab ich beide Werte genommen und unter dem Winkel in die Formel eingespeist :
 })
Ich hoffe das ist richtig, bin erst in der 11. Klasse mit Grundkurs Physik und wir haben gerade erst einmal die Kreisbewegung eingeführt...deswegen bitte nicht hauen, falls ein Fehler drinsteckt!
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shadow07
Anmeldungsdatum: 08.04.2007
Beiträge: 371
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| shadow07 Verfasst am: 27. Apr 2007 19:22 Titel: |
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19,62N kriege ich für die Kette raus. Den Rest der Ergebnisse habe ich auch so.
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Clavat
Anmeldungsdatum: 25.04.2007
Beiträge: 4
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| Clavat Verfasst am: 27. Apr 2007 19:33 Titel: |
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Wie groß ist deine Gewichts- und Zentrifugalkraft? Also ich füge mal die Rechnung an...
Und wenn man diese Werte in die Formel einsetzt kommt 23.49 Newton raus... oô Wo könnte dein Fehler stecken?
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shadow07
Anmeldungsdatum: 08.04.2007
Beiträge: 371
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| shadow07 Verfasst am: 27. Apr 2007 19:36 Titel: |
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Habe ich auch raus. Meine Formel für den Phythagoras sieht anders aus.
Ich habe  ohne den Rest in der Wurzel. Ich habe die Gewichtskraft einfach so verschoben, dass sich ein rechtwinkliges Dreieck bildet.
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Clavat
Anmeldungsdatum: 25.04.2007
Beiträge: 4
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| Clavat Verfasst am: 27. Apr 2007 19:41 Titel: |
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Hmm, ich überlege grade, ob man das darf. Ich meine aus theorethischer Sicht scheint deine Idee logisch nachvollziehbar und unsere Ergebnisse unterscheiden sich nicht so stark voneinander... vielleicht ist ja beides im Grunde richtig?
Edit: Oh verdammt!! Ich bin davon ausgegangen, dass Zentrifugalkraft und die Gewichtskraft im  Winkel zueinander stehen, aber sie stehen ja im rechten Winkel miteinander... Mist! Du hast natürlich recht, deine Formel ist hier richtig!
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 28. Apr 2007 00:35 Titel: |
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| shadow07 hat Folgendes geschrieben: | | Haben beide nicht denselben Betrag, weil sie sich aufheben? |
Die Zentrifugalkraft und die Zentripetalkraft haben in der Tat denselben Betrag.
Aber sie heben sich gegenseitig nicht auf, denn sie wirken ja nicht gleichzeitig im selben Bezugssystem:
Betrachtet man das ganze im Inertialsystem, dann wirkt nur die Zentripetalkraft, betrachtet man das ganze im mitrotierenden Bezugssystem, dann wirkt nur die Zentrifugalkraft.
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