Frage an die Physiker

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Donnerstag, 11. März 2004, 15:39

hey ich hoffe bei euch ist jemand dabei, der mir helfen kann! ich bin "ein wenig" mit folgender aufgabe überfordert..

also fragestellung klingt eigentlich simpel - aus welcher höhe h muss ich einen körper anstoßen, damit dieser, wenn er unten ankommt, einen looping vollführt? gegeben ist nur der radius r und ich soll dazu nun eine allgemein gültige gleichung aufstellen. diese aufgabe müsste mit hilfe der energieerhaltungssätze zu lösen sein.. so viel weiß ich auch noch :daumen:

schon mal vielen dank für eure antworten!

»euml« hat folgendes Bild angehängt:

Tutti

unregistriert

2

Donnerstag, 11. März 2004, 15:44

Energieerhaltung halt.
Oben hat er Potentialle Energie
unten nur kinetische (translation bzw rotation, wenn ihr damit schon rechnet), wenn du dein Koordinatensystem entsprechend legst.
Jetzt musst du halt so rechnen, adss unten die geschwindigkeit so groß ist, dass er den Looping vollführen kann.
Dazu muss tdie Geschwindigkeit im höchsten Punkt (nimmt wieder ab, potentielle Energie!) so hoch ist, dass die Zentrifugalkraft größer als die Gravitationskraft ist.

Com. Rapp

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3

Donnerstag, 11. März 2004, 15:44

wenn die reibung wegfällt, dann müsste man doch die höhe ha, gleich dem doppelten radius sein,weil das die strecke ist die die kugel auf der anderen seite wieder hoch muss, oder nich? *zututtischiel*
also, das würd mir spontan einfallen.
tu mal formeln her, dann kann ich dir vielleicht was dazu sagen.

edit: ajo, der tutti hat ja shcon was gesagt....

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Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »Com. Rapp« (11. März 2004, 15:45)

Tutti

unregistriert

4

Donnerstag, 11. März 2004, 15:46

Wie das genau ist, weiß ich niht, keine lust das zu rechnen

Aber dauert 2min, das hinzuschreiben

Reibung fällt weg, sonst könntest du das nicht mit Energieerhaltung rechnen. Reibung ist keine keine Energieerhaltende Kraft (nicht konservativ).

euml

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Beiträge: 196

5

Donnerstag, 11. März 2004, 15:56

also die höhe muss so gewählt werden, damit die geschwindigkeit unten groß genug ist, um oben im looping eine größere zentrifugalkraft als gewichtskraft zu erreichen. somit schafft er dann den looping? hab ich das jetzt richtig verstanden?
hm dann dürfte das jetzt mit hilfe der formelsammlung eigentlich kein problem mehr sein..hoff ich

naja ich werd's versuchen! soweit mal danke! :-)

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »euml« (11. März 2004, 15:57)

Tutti

unregistriert

6

Donnerstag, 11. März 2004, 16:00

Hmm ja kannst aber direkt oben im Looping die Geschwindigkeit betrachten, ist einfacher.

Also
Potentielle Energie
W_pot = m*g*h
Kinetische Energie
W_kin = 1/2*m*v^2

Wähle KS so, dass du im unteren punkt h = 0 hast.
Somit potentielle Energie im Startpunkt
W_pot = m*g*h
W_kin = 0, da v = 0
Somit Gesamtenergie
W = m*g*h
Die ist erhalten
im oberen Punkt des Loopings setzt sich die Energie zusammen aus
W = W_pot+W_kin = m*g*2*r+1/2*m*v^2
Rotation vernachlässigt, da keine AUssage über den Körper gegeben ist.
Energieerhaltung
m*g*h = m*g*2*r+1/2*m*v^2

-> bekommst Geschwindigkeit in Abhängigikeit von r und h

Gravitationskraft
F = m*g
Zentrifugalkraft im oberen Punkt muss größer sein
also
m*v^2/r > m*g
einsetzen
fertig

euml

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Beiträge: 196

7

Donnerstag, 11. März 2004, 16:08

vielen vielen dank tutti! alleine hätte ich das nie so schön hingebracht.. man merkt du bist vom fach!

Com. Rapp

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8

Donnerstag, 11. März 2004, 17:42

achwas, der tutti is nen dummschwaller *g* :hammer:

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Wallimar

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9

Donnerstag, 11. März 2004, 18:01

Zitat

Original von euml
vielen vielen dank tutti! alleine hätte ich das nie so schön hingebracht.. man merkt du bist vom fach!

Einer vom Fach würde das nicht rechnen, der würde das nach seinen Erfahrungswerten Bauen und ausprobieren! :daumen:

Und höher als der Ausgangspunkt kommst auch nicht mit der tollsten Rechnung...

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Chris_RS

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10

Donnerstag, 11. März 2004, 20:25

ne kommt man nich, denn den soll man ja berechnen :rolleyes:

Wallimar

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11

Donnerstag, 11. März 2004, 21:11

Zitat

Original von Chris_RS
ne kommt man nich, denn den soll man ja berechnen

Ach, rechnen...

Die Rechnung kannst eh den Hasen geben, weil du Luftwiderstand, Reibung und Eigendynamik des Körpers net beachtest...

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Tutti

unregistriert

12

Donnerstag, 11. März 2004, 21:48

lol jetzt tu mal nicht so Wallimar.
DU musst da auch rechnen *g*.
Geht ja um den Extrempunkt, oder willste einfach Material und damit Geld verschwenden, weil du frei nach Schnauze das ganze machst?

Kannst es auch komplizierter Rechnen, aber das ist ja nen Einführungsbeispiel für die Schule :rolleyes:

Wallimar

Administrator

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13

Donnerstag, 11. März 2004, 22:11

Zitat

Original von Tutti
lol jetzt tu mal nicht so Wallimar.
DU musst da auch rechnen *g*.
Geht ja um den Extrempunkt, oder willste einfach Material und damit Geld verschwenden, weil du frei nach Schnauze das ganze machst?

Kannst es auch komplizierter Rechnen, aber das ist ja nen Einführungsbeispiel für die Schule

Ne, aber vor ich sowas rechnen würde, würd ich mir erst mal in der Firma die Unterlagen von alten Loopings anschauen, wie die das da gemacht haben. Weil sonst stellst da groß die Formeln auf, obwohl das schonmal einer vor dir gemacht hat und das ist dann einfach nur Zeitverschwendung und unnötige Hirnwichserei.

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Tutti

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14

Donnerstag, 11. März 2004, 22:14

lol darum gehts aber hier net...

Außerdem is das keine Arbeit, 5min...

sleepwalker

Super Moderator

Registrierungsdatum: 22. April 2002

Beiträge: 7 643

15

Donnerstag, 11. März 2004, 22:37

buh, walli, hier geht's doch um den energieerhaltungssatz und um kräfte. und dass es nicht so öööde wird, nimmt man eben so ein Beispiel.

Außerdem sind das Laborfälle, bzw. lässt man halt Reibung etc. ausen vor, da es in dem Themenbereich um die Energie geht.

Das haben wir am Anfang vom Physik LK auch gemacht ;-) das macht noch Spaß...