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Physik im Verkehr und auf dem Kettenkarusell!Aufgaben.
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physikass
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Anmeldungsdatum: 15.03.2006
Beiträge: 29

BeitragVerfasst am: 17 Mai 2006 - 16:31:23    Titel: Physik im Verkehr und auf dem Kettenkarusell!Aufgaben.

Hallo,
ich brauche bitte dringend hilfe bei 2 Aufgaben die ich morgen abgeben muss. Mir fehlen die Formeln mit denen ich rechnen muss und der Weg wie ich vorgehen muss um die Aufgaben zu lösen. ich wäre echt dankbar wenn jemand ein bisschen zeit opfern könnte um mir zu helfen!

1.) Bei welcher Drehfrequenz f fliegt ein Körper weg ( m=30g), der 20 cm von der Achse der Scheibe entfertn liegt (fh = 0,4)? Würde er bei v= 1,m m*1/s liegen bleiben? Wie ändert sich das Ergebnis im m?

2.)Bei einem Kettenkarusell ist r=6,0m und l=5,0m. Es dreht sich gleichförmig und (phi = 55°). a.) wie groß ist die geschwindigkeit v des Fahrgastes? b.) Wie groß ist die Umlaufdauer T und Drehfrequenz f? c.) welche Kraft greift im Aufhängepunkt der Kette an( m= 85 kg).
Mik05
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Anmeldungsdatum: 02.05.2006
Beiträge: 349

BeitragVerfasst am: 17 Mai 2006 - 16:51:04    Titel:

1)
Ich fasse einaml fh als Haftzahl auf.
Die Haftkraft hält den Körper auf der rotierenden Scheibe. Sie wirkt damit als Zentralkraft. Erhöhe ich nun die Drehfrequenz der Scheibe, erhöht sich auch die benötigte Zentralkraft. In dem Moment, wenn die Zentralkraft gleich der maximalen Haftkraft ist, fliegt der Körper weg( oder kurz danach). Also muss ich eine Gleichung aufstellen mit F_h = F_z.
F_h = fh * m * g
F_z = m * omega^2 * r
Nun musst du die beiden Gleichungen gleichsetzten mit omega = 2*pi*f kannst du die benötigte Drehfrequenz bestimmen.
physikass
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Anmeldungsdatum: 15.03.2006
Beiträge: 29

BeitragVerfasst am: 17 Mai 2006 - 16:56:18    Titel:

vielen Dank! kannst du mir auch bei der 2. aufgabe helfen??
Mik05
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Anmeldungsdatum: 02.05.2006
Beiträge: 349

BeitragVerfasst am: 17 Mai 2006 - 17:02:53    Titel:

2)
a)
Wenn du dir das Karusell einmal hinzeichnest und die Gravitationsbeschleunigung und die Zentripetalbeschleunigung als Vektoren dazu, kommst du auf das Ergebnis:
tan phi = a/g mit a = v^2/r folgt: v = sqrt[ g * tan(phi) * r ]

b)
Benötigte Formeln:
omega = v/r; omega = 2pi * f; T = 1/f

c)
Kräfteparallelogramm (ist ein Rechteck):
F_res^2 = F_g^2 + F_z^2
physikass
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Anmeldungsdatum: 15.03.2006
Beiträge: 29

BeitragVerfasst am: 17 Mai 2006 - 17:15:34    Titel:

was meinst du mt sqrt bei der 2a?
dann habe ich noch eine allgemeine Frage. was ist f und was ist T?
Mik05
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Anmeldungsdatum: 02.05.2006
Beiträge: 349

BeitragVerfasst am: 17 Mai 2006 - 17:17:43    Titel:

sqrt steht für Wurzel.
f = Drehfrequenz (siehe deine Angabe zu Aufgabe 1)
T = Umlaufdauer
physikass
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Anmeldungsdatum: 15.03.2006
Beiträge: 29

BeitragVerfasst am: 17 Mai 2006 - 17:26:28    Titel:

vielen Dank! du hast mir echt sehr geholfen. ich habe jetzt alles bis auf die 2 c. Ich weiß nämlich nicht genau wie man ein Kräfteparalellogramm macht. ich hatte das schon bei der letzten Klausur nicht. kannst du ir das erklären? oder gibt es nciht einfach eine rechnerische Lösung für die 2c?
Mik05
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Anmeldungsdatum: 02.05.2006
Beiträge: 349

BeitragVerfasst am: 17 Mai 2006 - 21:38:55    Titel:

Rechnerische Lösung:
F_ges = sqrt[ F_grav^2 + F_zentral^2]

Zum Zeichnen:
Das Karusellkette ist um 55° nach ausßen geneigt. Am Endpunkt der Kette greift die Gewichtskraft der Person senkrecht nach unten an. Die Zentralkraft zeigt in horizontaler Richtung der Auslenkung der Kette entgegen. Befindet man sich nun im Bezugssystem der Kette, scheint eine Kraft in horizontaler Richtung nach außen zu wirken. Diese Kraft und die Gewichtskraft bilden die zwei Katheten, die Gesamtkraft dann die Hypothenuse.
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