Berechnung Spannung am Seil < SchulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 19:42 Mo 12.05.2008 | | Autor: | Benja91 |
| Aufgabe | Eine Masse m ist mit 2 Seilen verbunden und wird auf eine horizontale Kreisbahn beschleunigt. Berechne S und T. T entspricht der Spannung an dem einen Seil und S der Spannung an den anderen Seilen.
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Ich habe es nun gezeichnet und habe eine Art "Dreieck" mit den Punkten A/B/P. Der Punkt P entspricht der Masse.
Die Spannung S ist für die Strecke, also für das Seil [mm] \overline{BP} [/mm] und die Spannung T für das Seil [mm] \overline{AP}. [/mm] Außerdem gibt wes noch einen Punkt C von dem eine gedachte Linie senkrecht zur Strecke [mm] \overline{AB}, [/mm] die zum Punkt P geht.
[mm] \overline{AB}=33cm
[/mm]
[mm] \overline{AP}=13cm
[/mm]
[mm] \overline{AB}=20cm
[/mm]
[mm] \overline{AC}=5cm
[/mm]
[mm] \overline{BC}=16cm
[/mm]
m=0,5 kg
v= [mm] 2\pi\wurzel{3} [/mm] ms^-1
[Dateianhang nicht öffentlich]
Ich habe das Problem, dass ich keinen Ansatz finde. Unsere Lehrerin hat uns zwar bereits etwas vorgegeben, aber ich weiss nicht wie ich weiter verfahren kann.
Der Winkel [mm] \alpha [/mm] ist der Winkel APS
Der Winekl [mm] \beta [/mm] ist der Winkel BPC
Senkrecht: [mm] T*sin(\alpha)=mg+sin(\beta)
[/mm]
Waagerecht: [mm] Tcon(\alpha)+S*cos(\beta)=\bruch{m*v^2}{r}
[/mm]
Das Ergebnis hat sie und auch bereits vorgegebe: S=1,5N und T=4,43 N
Es wäre echt klasse, wenn ihr mir helfen könntet.
Gruss
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 23:18 Mo 12.05.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo
Schick doch eine Zeichnung, denn ich zumindest kann mir das nach deiner Beschreibung nicht vorstellen. unter Bildanhang kann st du ein png oder jpg Bild hochladen. Um welchen Punkt soll das Ding denn kreisen?
Gruss leduart
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(Antwort) fertig | | Datum: | 21:41 Mi 14.05.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo Benja
Wenn ich die Zeichnung richtig lese, ist Die Achse der Drehung die Strecke AB. Ich stell mir da einen Stock vor, andem die 2 Seile AP und BP fest sind Bei P sind sie verbunden und da sitzt m. m wird jetzt waagerecht herumgeschleudert, also auf einem Kreis mit dem Radius PC. den muss man also zuerst mit Pythagoras ausrechnen.
ich nenne PC=r
damit die Masse auf dem Kreis bleibt braucht man die Zentripetalkraft [mm] m*v^2/r.
[/mm]
die waagerecht - in der Zeichnung nach rechts- wirken muss.
die Kraft wird aufgebracht von den 2 Seilstücken, da die ja nicht waagerecht sind, kann [mm] \vec{S} [/mm] und [mm] \vec{T} [/mm] nur mit den waagerechten Anteilen wirken.
[mm] S_{waagr}=S*cos\beta [/mm] mit [mm] cos\beta=r/BP
[/mm]
[mm] T_{waagr}=T*cos\alpha [/mm] mit [mm] cos\alpha=r/AP
[/mm]
Damit haben wir :
[mm] m*v^2/r=S_{waagr}+T_{waagr}
[/mm]
Aber T muss auch noch das Gewicht tragen, dazu dient seine senkrechte Komponente:
[mm] T_{senkr}=T*sin\alpha [/mm] mit [mm] sin\alpha=AC/AP
[/mm]
in dieselbe Richtung wie mg zieht auch [mm] S_{senkr} [/mm] mit [mm] S_{senkr}=S*sin\beta [/mm] und [mm] sin\beta=BC/BP
[/mm]
jetzt alle Größen einsetzen.
also [mm] T_{senkr}=m*g+S_{senkr}
[/mm]
Es wär gut alle die Kräfte mit Pfeilen einzuzeichnen.
Wenn du jetzt allse einsetzt hast du 2 Gleichungen mit den 2 Unbekannten T und S und kannst die ausrechnen.
Klar? sonst frag nach!
Gruss leduart
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(Frage) reagiert/warte auf Reaktion  | | Datum: | 18:35 Do 15.05.2008 | | Autor: | Benja91 |
| Aufgabe | Eine Masse m ist mit 2 Seilen verbunden und wird auf eine horizontale Kreisbahn beschleunigt. Berechne S und T. T entspricht der Spannung an dem einen Seil und S der Spannung an den anderen Seilen.
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Ich habe diese Frage in keinem anderen Forum gestellt:
Ich habe es nun gezeichnet und habe eine Art "Dreieck" mit den Punkten A/B/P. Der Punkt P entspricht der Masse.
[Dateianhang nicht öffentlich]
Die Spannung S ist für die Strecke, also für das Seil $ [mm] \overline{BP} [/mm] $ und die Spannung T für das Seil $ [mm] \overline{AP}. [/mm] $ Außerdem gibt wes noch einen Punkt C von dem eine gedachte Linie senkrecht zur Strecke $ [mm] \overline{AB}, [/mm] $ die zum Punkt P geht.
$ [mm] \overline{AB}=33cm [/mm] $
$ [mm] \overline{AP}=13cm [/mm] $
$ [mm] \overline{AB}=20cm [/mm] $
$ [mm] \overline{AC}=5cm [/mm] $
$ [mm] \overline{BC}=16cm [/mm] $
m=0,5 kg
v= $ [mm] 2\pi\wurzel{3} [/mm] $ ms^-1
[Dateianhang]
Ich habe das Problem, dass ich keinen Ansatz finde. Unsere Lehrerin hat uns zwar bereits etwas vorgegeben, aber ich weiss nicht wie ich weiter verfahren kann.
Der Winkel $ [mm] \alpha [/mm] $ ist der Winkel APS
Der Winekl $ [mm] \beta [/mm] $ ist der Winkel BPC
Senkrecht: $ [mm] T\cdot{}sin(\alpha)=mg+sin(\beta) [/mm] $
Waagerecht: $ [mm] Tcon(\alpha)+S\cdot{}cos(\beta)=\bruch{m\cdot{}v^2}{r} [/mm] $
Das Ergebnis hat sie und auch bereits vorgegebe: S=1,5N und T=4,43 N
Es wäre echt klasse, wenn ihr mir helfen könntet.
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 19:10 Do 15.05.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo Benja
hast du meine Antwort nicht gelesen?
mit Frage noch mal stellen meinte ich, du sollst genau sagen, was dir an der Antwort nicht einleuchtet, oder wo du nicht weiterkommst. nicht einfach nochmal dasselbe!
Gruss leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 16:44 Fr 16.05.2008 | | Autor: | Benja91 |
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:50 Fr 16.05.2008 | | Autor: | Benja91 |
Hallo Leduart,
ich habe den physikalischen Teil jetzt perfekt verstanden, habe aber Probleme mit dem Gleichungssystem:
I [mm] \bruch{0,5*(2\wurzel{3})^2}{0,12}=S*\bruch{0,12}{0,20}+T*\bruch{0,12}{0,13}
[/mm]
II
[mm] T*\bruch{0,5}{0,13}=0,5*10+S*sin(\bruch{0,16}{0,20})
[/mm]
Wie kann ich nun die beider Variablen herausfinden?
Gruss
Benni
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:56 Fr 16.05.2008 | | Autor: | Loddar |
Hallo Benni!
Forme z.B. die erste Gleichung nach $S \ = \ ...$ um und setze anschließend in die 2. Gleichung ein.
Gruß
Loddar
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 20:33 Fr 16.05.2008 | | Autor: | Benja91 |
Klasse, danke.
Gruss
Benni
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:35 Do 22.05.2008 | | Autor: | Benja91 |
Ich habe diese Frage in keinem anderen Forum gestellt:
Hallo,
vielen Dank für deine Hilfe. Ich habe es versucht, komme aber zu einem Ergebnis, welches der Lösung nicht entsprechen kann.
(Das "I" soll ein Operationsstrich sein)
Nach S auflösen:
[mm] T*\bruch{0,5}{0,13}=0,5*10+S*sin(\bruch{0,16}{0,20}
[/mm]
I -5
[mm] T*\bruch{0,5}{0,13}-5=S*0,7
[/mm]
[mm] I*\bruch{1}{0,7}
[/mm]
[mm] S=T*\bruch{0,5}{0,91}-5
[/mm]
[mm] \bruch{0,5*(2*\wurzel{3})}{0,12}=(T*\bruch{0,5}{0,91})*\bruch{012}{0,20}+T*\bruch{0,12}{0,13}
[/mm]
[mm] \bruch{0,5*(2*\wurzel{3})}{0,12}=T*0,91+T*\bruch{0,12}{0,13} I\bruch{0,12}{0,13}
[/mm]
54,2=T*0,9+T
I/0,9
60,2=2*T
I/2
35,1=T
Dieses Ergebnis ist jedoch nicht möglich. Unsere Lehrerin hat uns für T=4,43N vorgegeben und für S=1,5N.
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Die Antwort deiner Lehrerin kann nicht stimmen:
Die Masse von 0,5 kg erzeugt eine Gewichtskraft von 5 N nach unten. Der untere Faden erzeugt durch die Seilspannung,die durch die Fliehkraft entsteht, eine zusätzliche Kraftkomponente nach unten.
Beide senkrecht nach unten weisenden Kräfte müssen durch das obere Seil aufgehoben werden. Die Komponente im oberen Seil nach oben ist also größer als 5 N, somit auch die Komponente im oberen Seil nach oben. Zusätzlich mit der waagerechten Komponente, die die Fliehkraft mit abfängt, ist die Spannung im oberen Seil somit deutlich höher als 5 N.
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Ist die Umlaufgeschwindigkeit wirklich [mm] 2\pi\wurzel{3} [/mm] m/s (und nicht cm/s)?
Das ergibt eine Fliehkraft von m [mm] v^2/r [/mm] = [mm] 0,5*4*\pi^2*3/0,12 [/mm] N = [mm] 50*\pi^2 [/mm] N [mm] \approx [/mm] 500 N, also fast 100-fache Gewichtskraft.
Oder?
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Ich wollte mich gerade erstmalig mit deiner Aufgabe beschäftigen und habe sofort Diskrepanzen zwischen deiner Skizze und den Zahlenangaben festgestellt. Ohne weiter durchzurechnen folgende Feststellung, die vielleicht zu den Abweichungen geführt haben:
[mm] \overline{AB}=33, [/mm] später 20, in deinem Bild 21 (5+16)
[mm] \overline{PB}=20, [/mm] im Bild 30.
sinnvollö sind sicherlich folgende Werte, die nach Pythagoras nämlich ganzzahlige Angaben erlauben:
[mm] \overline{AP}=13
[/mm]
[mm] \overline{PB}=20
[/mm]
[mm] \overline{BC}=16
[/mm]
[mm] \overline{AC}=5
[/mm]
[mm] \overline{PC}=12
[/mm]
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(Frage) überfällig  | | Datum: | 12:33 So 25.05.2008 | | Autor: | Benja91 |
Hallo,
es tut mir leid, dass ich in der Zeichnung die Werte falsch eingetragen habe. Ich habe auch mit flgenden Werten vom HJKweseleit gerechnet. Ich habe jedoch noch einen Fehler in meiner Rechnung gefunden. Hier meine Rechnung nochmal:
I [mm] \bruch{m*v^2}{r}=Swwagr+Twaagr
[/mm]
II Tsenkr=m*g+Ssenkr
Ich habe die Gleichung II nun nach S umgeformt:
[mm] T*\bruch{0,5}{0,13}=0,5*10+S*sin(\bruch{0,16}{0,20} [/mm] I-5
[mm] T*\bruch{0,5}{0,13}-5=S*0,7 I*\bruch{1}{0,7}
[/mm]
[mm] T*\bruch{0,5}{0,091}-5=S
[/mm]
Jetzt habe ich die Gleichung II° in die Gleichung I eingesetzt und nach T umgeformt:
[mm] \bruch{0,5*(2*\wurzel{3})^2}{0,12}=S*\bruch{0,12}{0,20}+T*\bruch{0,12}{0,13}
[/mm]
[mm] 50=(T*\bruch{0,5}{0,091})*\bruch{0,12}{0,20}+T*\bruch{0,12}{0,13}
[/mm]
[mm] 50=T*\bruch{0,5*0,12}{0,091*0,20}+T*\bruch{0,12}{0,13}
[/mm]
[mm] 50=T*\bruch{0,06}{0,182}+T*\bruch{0,12}{0,13} I/\bruch{0,12}{0,13}
[/mm]
54,2=T*0,33+T I/0,33
164,2=2*T I/2
T=82,1
Ich kann meinen Fehler nicht finden und muss diese Hausaufgabe morgen abgeben, wenn ich das nicht machen kann, habe ich echt ein Probölem :( Wäre echt Klasse wenn ihr mir helfen könntet.
Bei dem ersten Sinuswert bin ich mir nicht ganz sicher . Ist [mm] sin(\bruch{0,16}{0,20}=0,014 [/mm] oder
[mm] sin(\bruch{0,16}{0,20}=0,7 [/mm] ?
Vielen Dank & Gruss
Benja
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 13:20 Di 27.05.2008 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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