Physik Forum

[129Brain]

Hallo

Ich habe eine Aufgabe bei der mir irgendwie der Ansatz fehlt evtl. kann mir hier jemand helfen, wäre echt wichtig!

Aufgabe:
Ein homogerner Stab mit der Länge 40cm rotiert um einen Punkt 10cm vom oberen Ende entfernt. Mit welcher Geschwindigkeit rotiert der Stab?


Ich wäre für jeden Hinweis dankbar!!!!

Danke im vorraus!
Daniel

[evB]

Gibt es da keine weiteren Angaben? Ist eventuell damit gemeint, wie schnell der hin und her pendelt, wenn man ihn als Pendel benutzt?

[129Brain]

Nein das sind alle Angaben und es geht hierbei um eine harmonische Oszillation also kann es schon sein.

[Hausmann]

Welchen Winkel hat die Rotationsebene bezüglich eines Lotes?

[evB]

Wahrscheinlich 0°, wenn nichts angegeben ist. Oder meinst du den Normalvektor der Rotationsebene? Dann sind es 90°. Also das Lot liegt in der Rotationsebene, würde ich tippen.

[129Brain]

Keine Ahnung ....
Alles was in der Aufgabe steht ist gegeben, alles andere eben nicht!
Meiner Meinung nach muss man da irgendwie über die Trägheitsmomente und Rotation ran gehen.

[Hausmann]

[129Brain]

Hatte gerade nochmal eine Unterhaltung mit meinem Dozenten und er meinte, dass er eigentlich die Umlaufzeit meinte und nicht die Geschwindigkeit. Das war ein Fehler seinerseits den er aber angeblich schon mal korriegiert haben sollte.
Nunja ... also ich hätte daher folgenden Ansatz gewählt:

T = 2Pi * sqrt(J/(m*g*s))

und nach Satz von Steiner ist J = Js + m*l^2
und für Js = 1/12 * m * l^2

das alles in die erste Formel eingesetzt ... mein Problem ist nur dass sich das alles zwar auf die Umlaufzeit eines Stabes bezieht desses Massenmittelpunkt nicht im Drehpunkt liegt, aber irgendwie ist das Problem, dass sich das nicht ganz mit der Aufgabenstellung deckt oder !?


Danke im vorraus
Daniel

[GvC]

[quote="129Brain"]aber irgendwie ist das Problem, dass sich das nicht ganz mit der Aufgabenstellung deckt oder !?[/quote]

Warum nicht? Du machst wahrscheinlich nur den Fehler, dass Du beim Term m*l² das l als Stablänge ansiehst, obwohl es nach Steinerschem Satz den Abstand der Drehachse von der Drehachse durch den Schwerpunkt angibt.

[129Brain]

Ja aber ist das Ende des Stabes denn nicht der Drehpunkt?
Ich verstehe die Aufgabe so, dass sich der Punkt um den der Stab rotiert 10cm vom oberen Ende ( also 10 cm von der Drehachse entfernt) entfernt befindet.

Oder ist die Drehachse in dem Punkt ???
Verstehe ich die Aufgabe nur falsch?

Vielen Dank

[GvC]

Vermutlich verstehst Du die Aufgabe schon richtig, aber bei der Umsetzung hapert es noch, wie man hier sieht:

[129Brain]

Mhh in meinen Aufzeichnungnen habe ich aber gefunden dass bei Js + M*l^2 das l den Abstand zwischen Aufhänepunkt und Masschenschwerpunkt angibt und beim Trägheitsmoment ist l eben die Länge des Stabes daher verstehe ich es so, dass l bei Js+m*l^2 gleich die hälfte von L gesamt ist also logischerweise 20cm und nicht 10cm! Oder dreht sich der Stab IN dem Punkt??


Vielen Dank
Daniel

[GvC]

[129Brain]

Okay, danke erstmal für deine Hilfe!!!!

Kann diese Berechnung gut nachvollziehen und komme hierbei auf eine Umlaufzeit von 0,969s. Kann das in etwa hinkommen?

Anhand deiner Berechnung verstehe ich es so dass sich der Stab also in dem Punkt und nicht um den Punkt (10cm vom oberen Ende entfernt) rotiert!
Ist das korrekt!?


Wie gesagt nochmals vielen Dank an alle für eure Hilfe und die rege Teilnahme!!!


MfG
Daniel

[GvC]