Physik Forum

[sajapin]

Hallo Leute! Ich hab hier eine Aufgabe, an der ich schon mehrere Stunden sitze und zwar: ein kleiner Wagen(20kg) soll eine Looping-Schleife mit Durchmesser 2m durchlaufen. Er wird von einer Feder mit der Federkonstante 7,2 N/cm aus dem Stand beschleunigt. Um welche Strecke muss die Feder gespannt werden, damit der Wagen während der reibungfreier Fahrt niemals den Fahrbahnkontakt verliert??

ich hab zuerst die min. Geschwindigkeit ausgerechnet v=wurzel aus g*Radius = 9.81 *1 m = 3,13 m/s

[Fritz]

Hallo

Der erste Schritt ist schon mal richtig. Was du letztendlich brauchst ist die Energieerhaltung.

Das ist die Geschwindigkeit, die der Wagen am obern Punkt der Schleife haben muss. Diese Geschwindigkeit entspricht einer kinetischen Energie, die kannst du auch gleich ausrechnen.

Ich gehe jetzt mal davon aus, dass der Wagen aber am untersten Punkt des Loopings eingeschossen wird. Es kommt deshalb noch eine potentielle Energie dazu, da der Wagen nach dem Einfahren in die Schleife erst mal zum oberen Punkt kommen muss.

Die Summe dieser beiden Energien entspricht also der kinetischen Energie des Wagens vor dem Looping bzw. der Energie die in der Feder gespeichert war bevor sie ausgelöst wird.

Für eine lineare Feder gilt W=F*s/2 und F=k*s

Daraus kannst du nun die Länge der gespannten Feder ausrechnen.

mfg Fritz

[sajapin]

also ich hab jetzt die kinetische Energie ausgerechnet: Wkin=1/2*m*v^2= 1/2*20kg*(3,132^2)= 98,094J
danach Wpot=m*g*h=20kg*9,81*2m=392,4J
Wges=Wpot+Wkin=98,094J+392,4J=490,49J

danach:

W=F*s/2 F=D*s

W= 1/2*D*s^2
habe dann die formel nach s umgestellt: wurzel aus 2W/D = wurzel aus 2*490,49/7.2 und bekamm 11,67 raus. In der Lösung steht aber 6,9cm

[Fritz]

Hallo

Ich hab ich jetzt in deiner Berechnung keinen Fehler gefunden. Möglicherweise liegt der Startpunkt nicht auf der Höhe des tiefsten Punktes sondern des höchsten Punktes des Loopings.

Hast du eine Skizze?

mfg Fritz

[sajapin]

ja klar,werde jetzt schnell eine skizze zeichnen!
MfG

[Fritz]

Ich meinte ob bei der Angabe eine dabei war.

mfg Fritz

[sajapin]

Bei der Aufgabe ist eine kurze Skizze dabei.Kann abzeichen und dir schicken!
MfG

[Fritz]

Bitte, das wäre sehr hilfreich.

mfg Fritz

[sajapin]

irgendwie weiß ich nicht so genau wie man hier das Bild anhängen kann.
kann ich dir auf dein postfach bilddatei schicken?
MfG

[isi1]

Bilder kannst du hier hochladen: www.bilder-upload.eu

z.B.

[sajapin]

http://www.bilder-upload.eu/show.php?file=cW91QeaEX2uWFRi.jpg
das ist die skizze von der aufgabe

[Fritz]

Hallo

Also die Skizze passt zur Berechnung.

Überprüfe doch noch mal alle Einheiten, vielleicht ist dir da ein Fehler unterlaufen.

Du musst auch die Federkonstante zuerst auf SI Einheiten umrechnen, bevor du sie einsetzt.

Die Federkonstante kommt mir etwas klein vor, weniger als 10N/cm, das ist ein besseres Gummiringerl. Damit schießt man keine 20kg um die Kurve.

mfg Fritz

[sajapin]

hallo,
vielen dank für dein antwort!letzte frage und letzte versuch die aufgabe zu lösen! du hast gemeint ich soll die federkonstante in SI umrechnen?wie meinst du das???
MfG

[Fritz]

Ich meine damit du sollst 720N/m einsetzen und nicht 7.2N/cm.

Aber überprüfe die Zahl nochmal, auch die anderen Zahlen, ich glaube da ist irgendwo der Wurm drin.

mfg Fritz