Physik Forum

[aiaiai is back]

Hey leute ich hab hier ne aufgabe die ich über die ferien lösen soll >.>
nur leideer komm ich nicht weiter =(
naaja lest sich euch ma durch viell. kommt ihr ja weiter

Bei einem Kettenkarussell hängen die Sitze an je 4,20 m langen Ketten, deren Aufhängung 4,75 m von der Drehachse entfernt ist. Diese aufhängung ist unter Berücksichtigung der erforderlichen Sicherheit so ausgelegt, das ein Sitz mit Fahrgast höchstens die Gesamtmasse von 200 kg haben und dass die Aufhängung der maximalen Zugkraft 2,8 kN ausgesetzt werden darf. Im ruhezustand des Karussells befindet sich der Sitz 60 cm über dem waagerechten Boden. Der Sitz mit Fahrgast ist als Punktmasse aufzufassen. Die Massen der Ketten werden vernachlässigt.

a) Berechenn sie den Winkel, den bei Maximalbelastung die Aufhängung mit der Vertikalen bildet.

b) Berechnen sie den Betrag der sich hierbei ergebenden Zentrifugalkraft.

c) Berechnen sie die Bahngeschwindigkeit der Sitze bei Maximalbelastung.

d) Bei der Bahngeschwindigkeit 8,8 m*s^-1 löst sich vom Sitz ein Massestück und schlägt am Boden auf. Berechnen sie die Mindestentfernung vom Fußpunkt des Karussels, in der sich Zuschauer aufhalten dürfen, ohne bei einem solchen Zwischenfall getroffen zu werden.

[aiaiai is back]

Hmm ist schade das niemand eine antwort weiß ... ich weiß einfach nich wie ich mir da die kräfte ausrechnen soll =( mit ein paar lösungsansätzen wär mir da scho voll viel geholfen =(

[GvC]

Mach Dir doch mal ne Skizze für den maximalen Belastungsfall. der maximale Belastungsfall liegt vor, wenn die senkrecht nach unten wirkende Gewichtskraft gerade Fg = 200kg*9,81m/s² beträgt, und das Karussell sich gerade so schnell dreht, dass die Zugkraft in den Ketten (also in Richtung der Auslenkung) gerade die vorgegebene Gesamtkraft von Fges = 2,8kN ist. Aus der Skizze siehst Du, dass Fges die Hypotenuse eines rechtwinklligen Dreiecks mit den Katheten Fg und Fz ist (Fz = Zentrifugalkraft). Da Fg und Fges gegeben sind, lässt sich sofort der Auslenkwinkel bestimmen zu

alpha = arc cos(Fg/Fges)

und die Zentrifugalkraft zu

Fz = Fg*tan(alpha)
oder
Fz = Fges*sin(alpha)
oder
Fz = sqrt(Fges²-Fg²)

usw.

[aiaiai is back]

Ja a und b habe ich nun dank hilfe raus danke ... aber wie sollich denn c ausrechnen!?

c) Berechnen sie die Bahngeschwindigkeit der Sitze bei Maximalbelastung.

kann ich das mit hilfe der zentrifugalkraft ausrechnen?!

[GvC]

Ja, natürlich!

Fz = m*v²/r

nach v auflösen.

Achtung: der Radius r der Kreisbahn ergibt sich aus dem Abstand der Aufhängung von der Drehachse plus der Auslenkung des Sitzes in waagrechter Richtung, also

r = R + l*sin(alpha)

mit
R = Abstand der Aufhängung von der Drehachse
l = Länge der Ketten

[aiaiai is back]

und wie komm ich bei d) vorran!?

[aiaiai is back]

Also für a) habe ich insgesamt 135 ° raus ... alpha betrug 45 °
für b) habe ich 1998 N raus
und für c) habe ich 8,8 m/s raus...

nur bei d habe ich immer noch kein plan =(