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Hallo
ich habe einige Probleme mit Radialkraftsaufgaben und hoffe mir kann hier jemand etwas helfen. Ich hätte im speziellen gerne etwas Hilfe bei folgender Aufgabe:
Eine halbkugelförmige Schale dreht sich um die vertikale Symmetrieachse eine Kugel bewegt sich relativ zur Schale nicht.
Dann kamen Fragen nach Winkelgeschwindigkeit und so, darauf möchte ich aber garnicht weiter eingehen, aber welche Kraft führt denn dazu, dass die Kugel steigt? Die einzige nach oben gerichtete Kraft ist doch Fs also die Kraft die die Schale auf die Kugel ausübt, und die entsteht doch aus Fg und Fr, wenn ich mich nicht täusche oder?
Ich bitte dabei um Hilfe, denn ansonsten ist das Lösen etwas schwierigerer Aufgaben mir sicherlich nicht möglich und morgen schreib ich eine 3 stündige Klausur.
MfG
Johannes
PS:Vielen Dank
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Hi!
Leider hab ich nicht viel Zeit ...
Soweit ich das überblicke hast Du soweit recht; mußt nun natürlich die Kräfte in horizontal und vertikal wirkende Komponenten zerlegen (den durch die Wölbung der Schale sorgt ja nur ein Teil der Kräfte für den Aufstieg der Kugel.
Ps: Dein Text ist nicht gerade leicht zu verstehen, also vielleicht postest Du die betreffenden Passagen der Aufgaben nochmal im Original, dann gibt's vielleicht noch ein paar mehr Leute, die antworten ...
Gruß, frido
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Hallo, Grizzlitiger
das Problem des rotierenden Pendel könntest Du lösen? Es ist dasselbe.
[Dateianhang nicht öffentlich]
die rote Kraft entsteht auf die angedeutet Weise und muß der Fliehkraft
das Gleichgewicht halten - sonst sinkt oder steigt die rotierene
Masse entsprechend.
Bei der in der Holkugel rotierenden ( reibungsfrei gleitenden
und nicht rollenden ) kleinen Kugel übernimmt die Kugelschale
die Aufgabe des "Pendelfadens".
Gruß F.
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 23:11 Di 07.12.2004 | | Autor: | e.kandrai |
Du hast also eine halbkugelförmige Schale, und darin liegt eine Kugel?
Also, wenn die Kugel perfekte Form hat, eine homogene Dichteverteilung besitzt und die Halbkugelschale im Inneren keine Unebenheiten aufweist, dann dürfte sich die darin liegende Kugel überhaupt nicht nach außen bewegen, wenn die Schale anfängt sich zu drehen (wenn man noch die Reibung vernachlässigt, dann dürfte die Kugel auch nicht anfangen, sich um die eigene Achse zu drehen).
Wenn es aber eine kleine Abweisung dieser Annahmen gibt, dann wird sich die Kugel irgendwann aus ihrer Ruhelage bewegen, und man müsste - wie bereits geschildert - die Kräfte betrachten, die auf die Kugel wirken - nämlich einerseits die Schwerkraft, die versucht, die Kugel senkrecht nach unten zu ziehen, und andererseits die Zentripetalkraft, die die Kugel 'nach außen' drückt. Und da gerade dieses 'nach außen' durch die Wölbung der Halbkugelschale in waagrechten und senkrechten Anteil (relativ zur Bodenebene) aufgespalten wird, erhält man - abhängig von der Drehgeschwindigkeit (-> Winkelgeschwindigkeit) - eine Kraft, die die Kugel 'nach oben' drückt.
Zum Winkelgeschwindigkeits-Problem: so, wie 'normale' Geschwindigkeit definiert ist durch "die Strecke, die pro Zeiteinheit zurückgelegt wird", so ist die Winkelgeschwindigkeit definiert durch "der Winkel, um den sich etwas pro Zeiteinheit dreht".
Der Bezug auf den Winkel ist bei einer Drehbewegung ganz praktisch, da die Geschwindigkeit in [mm]\bruch{m}{s}[/mm] eines Punktes des sich drehenden Körpers immer abhängig ist vom Abstand zur Drehachse - das ist bei der Winkelgeschwindigkeit aber nicht so.
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Hallo Johannes,
ich dachte, du hättest dieses Problem bereits anderweitig gelöst.
Hugo
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Hi
erstmal vielen Dank für die Hilfe, echt super wie hilfsbereich hier viele Menschen sind!
@e.kandrai:
Das ist genau mein Problem,
die Fliehkraft wirkt ja nur auf die Kugel, aus der Sicht der Kugel, nicht aus der Sicht des Außenstehenden Betrachters. Und damit habe ich dann immer ein Problem, denn wenn man die Radialkraft einzeichnet, eben so wie wir das auch machen müssen, weil es ein von Außen betrachtetes System ist, dann finde ich immer seltsam, dass die Radialkraft zur Mitte zeigt und die Kugel trotzdem, für den Fall dass die Radialkraft größer würde weiter nach außen gedrückt würde. Ich weiß zwar woran das liegt, mit Newtons Axoimen und so...aber gut. Wie gesagt vielen Dank für die Hilfe.....
oder war Zentripetalkraft tatsächlich gemeint? Weil die Drück die Kugel ja nicht nach außen, sondern auf die Kreisbahn?! Naja egal die Klausur ist ganz gut gelaufen denke ich, war übrigens eine recht ähnliche Aufgabe....
@Hugo:
Das ist richtig, wir haben die Aufgabe zwar im Unterricht besprochen, aber eine Erklärung welche Kraft die Kugel nun hochdrückt hatten wir nicht, es ist mir jetzt allerdings um einiges klarer....
Dankeeeee
MfG Johannes
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