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Körper auf Kreisbahn
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knuffelgirl*
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Anmeldungsdatum: 25.02.2006
Beiträge: 5

BeitragVerfasst am: 25 Feb 2006 - 20:52:23    Titel: Körper auf Kreisbahn

Hab ein Problem mit folgenden Aufgaben:


Hab für Aufgabe a) die Geschwindigkeit in Punkt C berechnet, wo sich Radialkraft und Gewichtskraft aufheben. Da komme ich auf 2m/s.
Dann hab ich über den Energieerhaltungssatz den Weg s der Feder berechnet:
0,5*D*s²=0,5*v²+g*2r
mit g=10 m/s gerechnet

da komme ich auf 4,1m für die Strecke, um die die Feder zusammengedrückt wird.

in Aufgabe b) steht aber, dass der Körper bei der selben Feder mit 1,2N die Bahn im Punkt C verlässt, wenn die Feder um nur 1m zusammengedrückt wird. Laut meiner Rechnung von a) müsste der Körper doch dann schon viel eher runtergefallen sein.
Ich komme bei der Lösung von b) auch auf einen nicht lösbaren Wert.
Kann mir jemand weiter helfen, wo mein Fehler liegt?
Vielen Dank! mfg
armchairastronaut
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Anmeldungsdatum: 31.10.2005
Beiträge: 6744
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BeitragVerfasst am: 25 Feb 2006 - 23:14:55    Titel: Re: Körper auf Kreisbahn

knuffelgirl* hat folgendes geschrieben:
Hab für Aufgabe a) die Geschwindigkeit in Punkt C berechnet, wo sich Radialkraft und Gewichtskraft aufheben. Da komme ich auf 2m/s.
Dann hab ich über den Energieerhaltungssatz den Weg s der Feder berechnet:
0,5*D*s²=0,5*v²+g*2r
mit g=10 m/s gerechnet

da komme ich auf 4,1m für die Strecke, um die die Feder zusammengedrückt wird.


Die Sache mit der Radialkraft und dem Gewicht gefällt mir. Die Beschleunigung, die nach unten wirkt, ist g=10m/s², die Radialbeschleunigung ist v²/r, also v²/r=10m/s² <=> v²=4m²/s²
<=> v= 2m/s. Alles Roger.
Deinem weiteren Ansatz entnehme ich, dass du
Spannenergie=kinetische plus potenzielle Energie
versucht hast. Der Ansatz ist korrekt, nur hast du die Masse des Körpers vergessen.
D/2*s²=m/2*v²+m*g*h <=>
0,6N/m*s²=0,025*4J+0,05*10*0,8J <=>
0,6N/m*s²=0,1J+0,4J=0,5J <=>
s²=0,5/0,6m² <=>
s=0,913m

Kommst du damit erst mal weiter?
knuffelgirl*
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Anmeldungsdatum: 25.02.2006
Beiträge: 5

BeitragVerfasst am: 26 Feb 2006 - 14:22:01    Titel:

danke schön! hab die aufgabe noch ma gerechnet und habs verstanden. dachte, die massen würden sich rauskürzen.
hab jetz aber noch ein problem mit aufgabe b).
hab über die Energie die Geschwindigkeit in Punkt C berechnet und bin auf 2,8 m/s gekommen. das müsste eigentlich noch stimmen.
aber bei der auftreffgeschwindigkeit komm ich immer auf andere ergebnisse.
über die wurfparabelgleichungen hab ich erst die zeit berechnet, da kam 2,05 sek. raus, das könnte ja noch stimmen, aber bei der geschwindigkeit kommt nix oder unmögliche er gebnisse raus.
da hab ich das über die energie berechnet und komm auf v=4,9m/s
kann das stimmen? bin mir überhaupt nich mehr sicher, ob man das so machen kann Sad
armchairastronaut
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Anmeldungsdatum: 31.10.2005
Beiträge: 6744
Wohnort: Colonia Claudia Ara Agrippinensis

BeitragVerfasst am: 26 Feb 2006 - 17:51:41    Titel:

Gut, ich nehme an, du hast den Ansatz verstanden und ich prüfe jetzt Deine Ausgangsgeschwindigkeit nicht, ob die korrekt ist.

Hier und auch bei Aufgabe c fällt der Brocken immer 0,8m tief runter. Mit gegebenem g kannst du die vertikale Geschwindigkeitsomponente beim Aufprall wie auch die Dauer des Falls eindeutig bestimmen.

Vertikalgeschwindigkeit durch Horizontalgeschwindigkeit gibt dir den Tangens des Auftreffwinkels (gegen die Horizontale), und die Summe der Quadrate von Vertikal- und Horizontalgeschwindigkeit ist das Quadrat der Gesamtgeschwindigkeit.
knuffelgirl*
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Anmeldungsdatum: 25.02.2006
Beiträge: 5

BeitragVerfasst am: 26 Feb 2006 - 19:57:40    Titel:

Danke für deine Antwort!
im Moment seh ich nich so richtig durch, muss das erst mal versuchen nochmal so zu rechnen, wie du es gesagt hast.
hoffe das klappt *verzweifelt guck*
armchairastronaut
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Anmeldungsdatum: 31.10.2005
Beiträge: 6744
Wohnort: Colonia Claudia Ara Agrippinensis

BeitragVerfasst am: 26 Feb 2006 - 20:11:11    Titel:

Du hast ab Punkt C ja nur noch den simplen horizontalen Wurf, außerdem kennst du die horizontale Geschwindigkeit und die Wurfhöhe(=Falltiefe).

Das gleiche gilt auch für Aufgabe (c). Versuche, Dir da eine Beziehung zwischen dem Spannweg und der Endgeschwindigkeit in Punkt C zu basteln. Die Zeit, die der Körper fällt, ist genau so lang wie in Aufgabe (b), du kannst also für jede beliebige Abwurfgeschwindigkeit die Wurfweite angeben. Und die soll genau dem Spannweg entsprechen, der im PunktC genau diese Geschwindigkeit hervorbringt.
knuffelgirl*
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Anmeldungsdatum: 25.02.2006
Beiträge: 5

BeitragVerfasst am: 26 Feb 2006 - 21:03:48    Titel:

Hab jetzt bei b) mit y=-g/2*t² -> also -0,8=-5*t² -> t=0,4s rausgekriegt.
dann hab ich v berechnet und komm auf 6,91 m/s. kommt mir zwar bissl schnell vor, müsste aber stimmen, hoffe ich.

Und dann hab ich den Cosinus des Winkels aus dem Quotienten von Horizontalgeschwindigkeit und Aufprallgeschwindigkeit berechnet und komme auf einen Winkel von 66,1°. Also ich hoffe, das stimmt jetzt endlich.
An c) tüftel ich grad noch.
knuffelgirl*
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Anmeldungsdatum: 25.02.2006
Beiträge: 5

BeitragVerfasst am: 26 Feb 2006 - 21:17:03    Titel:

So...hab folgende Gleichung genommen:
D/2*s²=m*g*2r+m/2+(s/t)²
da komme ich für s auf 0,95m
Klingt eigentlich gut.
Danke für deine schnelle Hilfe!
Ich und Physik, is echt ein Problem *schäm*
Gruß Knuffelgirl*
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