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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 19:16 Sa 11.08.2007 | | Autor: | Debby |
| Aufgabe | Ein Wassereimer (3kg) wird senkrecht auf einem Kreis mit Radium 0,8m bewegt.
a) Welche Winkelgeschwindigkeit muss er mindestens haben, damit das Wasser am höchsten PUnkt nicht heraus fließt?
b) Welche Muskelkraft ist im tiefsten Punkt des Kreises notwendig? |
Hallo!
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
Also die Aufgabe a) ist mir schon klar. Das geht wie bei einem Looping über die Energieerhaltung:
Fz=Fg
[mm] m*w^2*r=m*g
[/mm]
nach omega (w) umgestellt und eingesetzt ergibt sich dann 3,5 1/s.
nur bei der Teilaufgabe b) habe ich nicht wirklich eine Ahnung was ich machen muss. Ganz spontan wäre mir eingefallen, dass ich einfach Fg berechnen muss, also 29,43 N. Ist das die benötigte Muskelkraft oder habe ich es mir da zu einfach gemacht??
Liebe Grüße und Danke!!
Debby
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(Antwort) fehlerhaft  | | Datum: | 19:31 Sa 11.08.2007 | | Autor: | Kroni |
Hi und ![[willkommenvh]](/images/smileys/willkommenvh.png "[willkommenvh]") =)
> Ein Wassereimer (3kg) wird senkrecht auf einem Kreis mit
> Radium 0,8m bewegt.
> a) Welche Winkelgeschwindigkeit muss er mindestens haben,
> damit das Wasser am höchsten PUnkt nicht heraus fließt?
> b) Welche Muskelkraft ist im tiefsten Punkt des Kreises
> notwendig?
> Hallo!
>
> Also die Aufgabe a) ist mir schon klar. Das geht wie bei
> einem Looping über die Energieerhaltung:
Das stimmt nicht so ganz. Du berechnest ja keine Energien sondern Kräfte. An diesem Punkt gilt: Die Gravitationskraft Fg kommt als Zentripetalkraft Fz auf, der Ansatz ist okay, und ich gehe mal davon aus, dass du dich nicht verrechnet hast.
>
> Fz=Fg
> [mm]m*w^2*r=m*g[/mm]
> nach omega (w) umgestellt und eingesetzt ergibt sich dann
> 3,5 1/s.
>
> nur bei der Teilaufgabe b) habe ich nicht wirklich eine
> Ahnung was ich machen muss. Ganz spontan wäre mir
> eingefallen, dass ich einfach Fg berechnen muss, also
> 29,43 N. Ist das die benötigte Muskelkraft oder habe ich es
> mir da zu einfach gemacht??
Ich würde so darangehen:
Die Gewichtskraft zeigt nach unten, die muss auf jeden Fall aufgebracht werden, damit der Wassereimer nicht herunterfällt.
Dann muss, damit der Eimer auf der Kreisbahn bleibt eine Kraft in Richtung Kreismittelpunkt aufgebracht werden.
Da du ja oben schon berechnet hast, dass Fg=Fz, bringt die Kraft, die ja nach oben zeigt, also zum Kreismittelpunkt, die der Muskel dann aufbringt, die Zentripetalkraft auf.
Also sollte die Muskelkraft, die ja zum Kreismittelpunkt zeigt, gleich der Gewichtskraft sein =)
Wenn das nicht stimmt möge mich jemand korrigieren.
>
> Liebe Grüße und Danke!!
Kein Problem=)
>
> Debby
LG
Kroni
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 19:48 Sa 11.08.2007 | | Autor: | Somebody |
> Hi und =)
>
> > Ein Wassereimer (3kg) wird senkrecht auf einem Kreis mit
> > Radium 0,8m bewegt.
> > a) Welche Winkelgeschwindigkeit muss er mindestens haben,
> > damit das Wasser am höchsten PUnkt nicht heraus fließt?
> > b) Welche Muskelkraft ist im tiefsten Punkt des Kreises
> > notwendig?
> > Hallo!
>
> >
> > Also die Aufgabe a) ist mir schon klar. Das geht wie bei
> > einem Looping über die Energieerhaltung:
>
> Das stimmt nicht so ganz. Du berechnest ja keine Energien
> sondern Kräfte. An diesem Punkt gilt: Die Gravitationskraft
> Fg kommt als Zentripetalkraft Fz auf, der Ansatz ist okay,
> und ich gehe mal davon aus, dass du dich nicht verrechnet
> hast.
>
> >
> > Fz=Fg
> > [mm]m*w^2*r=m*g[/mm]
> > nach omega (w) umgestellt und eingesetzt ergibt sich
> dann
> > 3,5 1/s.
> >
> > nur bei der Teilaufgabe b) habe ich nicht wirklich eine
> > Ahnung was ich machen muss. Ganz spontan wäre mir
> > eingefallen, dass ich einfach Fg berechnen muss, also
> > 29,43 N. Ist das die benötigte Muskelkraft oder habe ich es
> > mir da zu einfach gemacht??
>
> Ich würde so darangehen:
>
> Die Gewichtskraft zeigt nach unten, die muss auf jeden Fall
> aufgebracht werden, damit der Wassereimer nicht
> herunterfällt.
> Dann muss, damit der Eimer auf der Kreisbahn bleibt eine
> Kraft in Richtung Kreismittelpunkt aufgebracht werden.
> Da du ja oben schon berechnet hast, dass Fg=Fz, bringt die
> Kraft, die ja nach oben zeigt, also zum Kreismittelpunkt,
> die der Muskel dann aufbringt, die Zentripetalkraft auf.
>
> Also sollte die Muskelkraft, die ja zum Kreismittelpunkt
> zeigt, gleich der Gewichtskraft sein =)
>
Warum nicht gleich der doppelten Gewichtskraft? - Man muss ja im Tiefpunkt nicht nur die Gewichtskraft, sondern zusätzlich auch noch die Zentripetalkraft (die hier, wie wir wissen, gleich der Gewichtskraft ist) aufbringen. Macht $2mg$.
> Wenn das nicht stimmt möge mich jemand korrigieren.
Dito.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 19:56 Sa 11.08.2007 | | Autor: | Kroni |
Hi,
ich war der Meinung, dass die Kraft allein, die entgegen der Gewichtskraft wirkt, schon ausreicht. Aber stimmt, dann ist die Kräftesumme erst einmal gleich Null, dann ist noch keine Zentripetalkraft aufgebracht. Dann muss noch einmal die Zentripetalkraft aufgebracht werden, und da Fg=Fz muss die Muskelkraft zweimal die Gewichtskraft sein.
LG
Kroni
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| Status: |
(Korrektur) fundamentaler Fehler  | | Datum: | 20:05 Sa 11.08.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo alle 3
Siehe meine Antwort
Gruss leduart
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 20:03 Sa 11.08.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
Der Eimer kreist ja nicht mit konstanter Geschw. Du hast das richtig mit nem Looping verglichen.
Unten ist die Geschwindigkeit also größer als oben (aus dem Energiesatz ausrechnen.
Die Muskelkraft muss dann die Gewichtskraft + die Zentripetalkraft bei der neuen Geschw. aufbringen, also mehr als 2*m*g!
Gruss leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 20:43 Sa 11.08.2007 | | Autor: | Kroni |
Hi,
ist einleuchtend....tut mir leid wegen der falschen Antwort, hab wohl nicht weit genug gedacht =(
LG
Kroni
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 04:49 Mo 13.08.2007 | | Autor: | Debby |
vielen Dank,
jetzt habe ich es verstanden
lg aus Guatemala
Debby
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