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 Betreff des Beitrags: Kreisbewegung (Looping)
BeitragVerfasst: Di Mai 26, 2015 10:13 pm 
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Registriert: Di Mai 26, 2015 9:23 pm
Beiträge: 2
Hallihallo,
muss doch noch einwenig für Physikabi lernen, und komme bei den neuen Unterlagen vom Lehrer, was zur Pr. Vorbereitung gehört, nicht weiter o.O :lol: :evil: :evil:

Eine Fahrbahn besteht aus einer hohen Rampe und einem Looping r=10cm (0,1m)

Zeichnung: Rampe die in einen normaler Looping verläuft und rechts daneben Senkrecht ein Seil mit der Kugel 2. Kugel 1 befindet sich auf der Rampe.

a)
Von welche Höhe muss man eine Stahlkugel K1 m=20g loslassne, damit sie den Looping gerade noch sicher durcheilt.
L:
1. Fz=FG v ausrechnen und mit EES (Epot=Ekin+Epot) h1 ausrechnen => 25cm :) das stimmt....müsst ihr nicht überprüfen ;) ab zur nächsten :(

b) Hinter dem Looping ist eine zweite Stahlkugel K2 (20g=m) an einem 50cm langen Faden aufgehängt, sodass sie ganz knapp über der Fahrbahn schwebt (Zentraler Stoß, aber kene Reibung). Die ruhende K2 wird von K1 angestoßen. Von welcher Höhe muss jetzt die Kugel K1 starten, damit K2 mit straffen Seil rotiert ?
Der Looping und die Kugel k1 seier für die weiteren Aufgaben nicht im Weg.

so :D L-Vorschlag:

1. muss ich rausfinden, bei welcher Mindestgeschwindigkeit K2 rotiert. Und da hab ich schon ein Problem.
geg. Seillänge von 0,5m und m=0,2kg
ich hätte es mit dem Drehwinkel dann 360° versucht, doch dann würde ich s =Bogen rausbekommen. Doch damit komme ich auch nicht weiter!

wenn ich die v von K2 habe, kann ich mit der Formel vom unelastischen Stoß v1 ausrechnen. Doch dafür fehlt mir noch die Geschw. nach dem stoß = also fliegt das weg. ;(

Oder muss man da auch mit Fz=FG v ausrechnen ?
Erst wenn ich jetzt die Mindestgeschw. habe, kann ich mit EES: also Epot =Ekin meine neue Höhe ausrechnen. (Laut der Lösung ist sie 125cm)

c)
Welche Kraft wirkt auf das Seil, an welchem K2 aufgehängt ist, im untersten Punkt nach einer Umdrehung?
L:
Ansatz: F=FG - Fz = doch dafür braucht man die Geschwinigkeit von aufgabe b :) Lösung= 1,2N

d) Berechnen sie die Winkelgeschw. der K2 um untersten Punkt:
L: w=v/r => die Geschw. ist wieder die von Teilaufgabe b oder =? L: 10s^-1

e) Im untersten Punkt reißt das Seil. Wie weit fliegt die Kugel und unter welchem Winkel trifft sie auf den Boden auf, wenn die Fahrbahn auf einem Tisch 88cm über dem Boden angebracht war? Geschw. beim Aufprall??

L: vx=v0 => wieder die geschw. von aufg. b ;(
vy=g*t mit y=1/2 gt^2 auf t umstellen und bei vy einsetzen
Die Kugel fliegt ja tangential wie bei einem "schiefen Wurf" , d.h. die Aufprallgeschwindigkeit kann man mit Phytagoras ausrechnen und den Winkel mit tangens =vx/vy und die weite gibt es auch eine formel :D

aber ich glaub die aufgabe müsst ihr jetzt nicht lösen :D

Teilaufgabe f und g lass ich jetzt mal weg :D

Also, ich bräuchte zuerst mal paar Gedankenstöße oder sogar Richtungsweisende Wege für die b :)
Ist irgendwie nicht so einfach.

Dankeschön ;) (ich hoff mal das so eine Aufgabe nicht in der Prüfung drankommt :D )


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 Betreff des Beitrags: Re: Kreisbewegung (Looping)
BeitragVerfasst: Do Mai 28, 2015 11:12 am 
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Registriert: Di Mär 13, 2007 7:25 pm
Beiträge: 3416
Wohnort: München
a) 25cm zweifle ich schon mal an - oder Du hast nicht alle Daten der Aufgabe verraten, Luft,
denn J = 2/5 mr², also die gesamte Energie 7/5, wenn die Kugel unten aufliegt. Rollt sie aber in einer Rinne, dann ist die Rotationsenergie größer - für die 20cm brauchts aber die Energie der verbleibenden Translationsbewegung am höchsten Punkt des Loopings.

_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ


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 Betreff des Beitrags: Re: Kreisbewegung (Looping)
BeitragVerfasst: Do Mai 28, 2015 12:16 pm 
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Registriert: So Feb 22, 2009 1:32 pm
Beiträge: 1722
@isi1
Da es sich bei den 25cm offenbar um die Musterlösung handelt, soll wohl davon ausgegangen werden, dass die Kugel nicht rollt, sondern rutscht. Das ist auch aus der Musterlösung zu Aufgabenteil b) zu erkennen.

Luftballon hat geschrieben:
Hinter dem Looping ist eine zweite Stahlkugel K2 (20g=m)

und
Luftballon hat geschrieben:
geg. Seillänge von 0,5m und m=0,2kg


Was denn nun? 20 g oder 200 g? Laut Musterlösung ist die Masse der zweiten Kugel offenbar genauso groß wie die der ersten, also m2=m1=20g.

Da beide Kugeln dieselbe Masse haben, wird beim elastischen Stoß die gesamte kinetische Energie der ersten Kugel auf die zweite übertragen. Da brauchst Du Dir keine Gedanken um die Geschwindigkeit der Kugeln im untersten Punkt zu machen, sondern kannst genauso wie in Aufgabe a) mit dem Energieerhaltungssatz rechnen. Es ist also genau so, als ob die zweite Kugel aus der entsprechenden Höhe herunter rutscht. Diese Höhe hast Du in Aufgabenteil a) bereits als den 2,5-fachen Looping-Radius bestimmt. Der Radius ist im Fall b) 50cm, also muss die Starthöhe 125cm sein.


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 Betreff des Beitrags: Re: Kreisbewegung (Looping)
BeitragVerfasst: Do Mai 28, 2015 12:32 pm 
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Registriert: So Feb 22, 2009 1:32 pm
Beiträge: 1722
Zu c)
Luftballon hat geschrieben:
Ansatz: F=FG - Fz


Falsch. Richtig ist F=Fg+Fz.


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 Betreff des Beitrags: Re: Kreisbewegung (Looping)
BeitragVerfasst: Mo Jun 01, 2015 12:20 pm 
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Registriert: Di Mai 26, 2015 9:23 pm
Beiträge: 2
ich danke euch allen :) hab jetzt alles raus :) die Aufgabe hatte es schon ziemlich in sich !


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