Kreisbewegung: Karussell < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | Bei einem Kettenkarussell ist [mm] r_0=6,0 [/mm] m und l=5,0 m [mm] (r_0 [/mm] ist dabei der abstand zwischen Drehachse und Aufhängepunkt). Das Karussell dreht sich gleichförmig [mm] (\alpha=55°).
[/mm]
a) Wie groß ist die Geschwindigkeit v des Fahrgastes?
b) Wie groß sind Umlaufdauer T und Drehfrequenz f?
c) Welche Kraft greift im Aufhängepunkt der Kette an? (m= 85kg) |
Guten Morgen!
Heute bin ich mit einer Physikaufgabe in den Tag gestartet und ich bin mal wieder überfragt.
Teilaufgaben a) und b) haben funktioniert (habe für v=11,9 m/s raus; T= 5,3 hz und f=0,19 hz).
Probleme jetzt bei c)
Mir ist nicht ganz klar, nach welcher Kraft hier gesucht ist. Ist es die Seilkraft [mm] F_S [/mm] oder die Zentripetalkraft [mm] F_Z?
[/mm]
[mm] F_Z [/mm] kann ich mithilfe von der Gleichung: [mm] tan\alpha= \bruch{F_Z}{G} [/mm] errechnen.
Mit [mm] F_Z= tan(55°)*850N\approx [/mm] 74,4 N
Stimmt's? Ist wirklich [mm] F_Z [/mm] gefragt?
Wäre lieb, wenn mir jemand helfen würde!
LG Eli
Habe noch eine kleine Frage: Hinter welcher Tastenkombination verbirgt sich \ ??
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 11:35 Di 18.03.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo
Nein [mm] F_z [/mm] ist nur ein Teil (vektoriell) der Seilkraft, und die wirkt am Aufhängepunkt. Er muss also die Gegenkraft zu [mm] F_g [/mm] und [mm] F_z [/mm] aufbringen.
Gruss leduart
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Dann ist also [mm] F_S [/mm] gesucht?
und die wäre dann [mm] F_G [/mm] + [mm] F_Z [/mm] = 850N + 74,4N = 924,4 N groß?
Stimmt das?
Danke für die Hilfe!
LG Eli
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Hallo!
Nein, die beiden Kräfte wirken doch rechtwinklig zueinander, die kann man nicht einfach addieren. Wie schon gesagt wurde, man muß sie vektoriell addieren. In diesem Fall heißt das, du kanns Pythagoras benutzen.
Aber noch was anderes: Wie kommst du auf 74,4N ? Rein von der Logik her muss die Zentrifugalkraft doch größer als die Gewichtskraft sein, wenn der Winkel über 45° ist. Ich bekomme tan(55°)=1,4 raus, hast du den Taschenrechner evtl auf Radiant (Anzeige "RAD") stehen?
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Hallo!
Danke für eure Hilfe...
Stimmt, bei dem errechnen von [mm] F_Z [/mm] muss mir ein Fehler passiert sein. Am Taschenrechner liegt's nicht, der ist auf degree eingestellt.
Ich habe einfach noch einmal gerechnet und komme jetzt auf [mm] F_Z [/mm] = tan(55°)*850N auf 1213,9 N.
Okay, also vektoriell... (Mir war nicht mehr klar, was das genau bedeutet...)
Da [mm] F_S [/mm] die Hypothenuse ist, gilt [mm] F_S^2=F_Z^2+G^2 [/mm] und damit [mm] F_S=1481,9 [/mm] N.
Jetzt richtig?
(Seid ihr sicher, dass nach der Seilkraft gefragt ist. Wenn ich richtig denke, dann greifen am Aufhängepunkt zwei Kräfte an, die Gewichtskraft vom Körper (m=85kg) und die Seilkraft. Die beiden zusammen bilden ja die Zentripetalkraft. Vllt ist also doch [mm] F_Z [/mm] gesucht??)
Ich habe die ganze Aufgabe nochmal durchgerechnet und habe im Vergleich zu meiner ersten Rechnung bei Teilaufgabe b) für Drehfrequenz f=0,06 hz und für die Umlaufdauer entsprechend T=16,7 hz raus.
Kann jemand nachprüfen, ob es diesmal stimmt??
Also, nochmals GROßEN Dank für eure Hilfe!!!
LG Eli
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Hallo!
Dein Ergebnis ist jetzt plausibel. Auf ~1200 habe ich die Zentrifugalkraft auch geschaetzt.
Die Gewichtskraft UND die Zentrifugalkraft bilden zusammen die Seilkraft! Ist doch auch klar, denn [mm] F_g [/mm] existiert schon vorher und [mm] F_z [/mm] wird durch die Drehung verursacht. Eine Masse will also nach unten und von dem Karussell weg, dem entgegen wirkt die Seilkraft [mm] F_s [/mm] . Diese ist also die (vektorielle) Summe der anderen beiden.
Deine Umdrehungsgeschwindigkeit etc. habe ich nun allerdings nicht ausgerechnet. Dazu aber nochwas: Die Frequenz f wird in Hz gemessen, die Umlaufdauer T ist aber eine ZEIT und wird in s gemessen.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 18:50 Mi 19.03.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo
In der Seilkraft ist doch die Gewichtskraft enthalten, das Seil überträgt die Gewichtskraft und [mm] F_z [/mm] nur auf den Aufhängepunkt.In jedem Punkt des Seils wirkt diese Kraft, also auch im obersten. Dein T und f ist auch richtig.
Gruss leduart
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Alles klar! Die Aufgabe hab ich jetzt verstanden.
Dank euch beiden!
LG Eli
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 19:17 Di 22.04.2008 | | Autor: | zoechip |
Hallo, habe zZ das gleiche Thema in der Schule.
Nur ich bekommt für T immer ca. 4s.
Meine Gleichung:
[mm] tan(55°)*850=m*(\bruch{2*\pi}{T})²*r
[/mm]
Nach T auflösen gibt das 4.072...
Ich vermute, ich habe einen DEnkfehler gemacht und rechen mti den falschen Kräften :S
Sieht jemand den Fehler?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 11:19 Mi 23.04.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo zoechip
![[willkommenvh]](/images/smileys/willkommenvh.png "[willkommenvh]")
Wenn du ne Frage hast, solltest du das als Frage eintragen, sonst erscheint es bei den Antwortern nicht als solche, und kriegt - wie jetzt- nur sehr zufällig ne Antwort.
Ich hab zwar auch nicht mehr die Zeit die oben steht raus, aber auch nicht deine. was hast du denn für r eingesetzt?
Gruss leduart
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