Überschlag eines Pendels < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 10:35 Di 04.10.2011 | | Autor: | Olga1234 |
| Aufgabe | Welche Geschwindigkeit muss eine Kugel mit einer Masse von mk = 4 kg mindestens besitzen, damit das Stabpendel einen Überschlag ausführt?
geg.: l = 1,193 m ; g = 9,816 [mm] \bruch{m}{s^{2}} [/mm] ; T = 2,19 [mm] s^{-1} [/mm] |
Ich dachte mir, dass man diese Aufgabe vllt mittels eines Kräfte Gleichgewichtes lösen kann.
Quasi, wenn die Zentripitalkraft größer ist als die Gewichtskraft müsste es ja zu einem Überschlag kommen.
So komme ich dann auf die Formel v = [mm] \wurzel{g*r}, [/mm] doch leider komme ich damit nicht auf das vorgegebene Ergebnis von v = 2,42 [mm] \bruch{m}{s}.
[/mm]
Dann habe ich es mit einem Energiegleichgewicht ausprobiert.
Wenn die Masse im Ruhezustand am Pendel hängt und angestossen wird, hat es ja kinetische Energie. An dem Punkt, wo es zum Überschlag kommt, hat es potentielle Energie, kinetische Energie sowie Rotationsenergie, was die Sache meiner Meinung nach zu schwierig macht.
Wie könnte ich das Problem lösen?
Danke schon mal im Vorraus für eure Hilfe.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 11:42 Di 04.10.2011 | | Autor: | leduart |
Hallo
Ist die Aufgabe vollständig und wörtlich? Ich bringe die Kugel und das Stabpendel nicht zusammen! Hängt die Kugel an einem masselosen Stab?
Dann ist die angegebene Geschw. falsch!
Denn dein Ansatz mit dem Energiesatz wäre dann richtig, und du hast nur Umsetzung von kin. Energie unten und Lageenergie oben. ob du die Energie unten als Rotationsenergie oder als translationsenergie betrachtest, ist in dem Fall egal.
Aber ich vermute, dass bei dem vorgegebenen Ergebnis noch Angaben fehlen. mit obigen Annahmen ist das gegebene v falsch.
Ausserdem: wo soll v ausgerechnet werden? im tiefsten Punkt?
Gruss leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 11:49 Di 04.10.2011 | | Autor: | nhard |
Ist die Angabe von T wirklich die Schwingungsdauer? Dann stimmt was mit der Einheit nicht!
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 12:15 Di 04.10.2011 | | Autor: | Olga1234 |
| Aufgabe | Die Kugel hängt an dem Stabpendel.
Und natürlich ist die Einheit von T nur s. Sorry Tippfehler.
Hier nochmal die ganze Aufgabenstellung der Teilaufgaben:
Ein masseloses Stabpendel, an dem eine Masse von mp = 2 kg h¨angt, schwingt im Sommer mit einer Schwingungsdauer von TS = 2, 19 s. Im Winter verkürzt sich der Stab aufgrund der niedrigeren Temperaturen um 9, 6 cm und besitzt dann eine Schwingungsdauervon nur noch TW = 2, 10 s.
a) Berechnen Sie daraus die Fallbeschleunigung g und die Pendellänge l im Sommer?
b) Welche Geschwindigkeit muss eine Kugel mit einer Masse von mk = 4 kg mindestens besitzen, damit das Stabpendel im Sommer bei einem zentralen, elastischen Stoß auf die Pendelmasse einen Überschlag ausführt?
c) Welche Federkonstante k müsste ein Federpendel mit gleicher Masse besitzen, damit es dieselbe Schwingungsdauer wie das Stabpendel im Sommer hat? |
bei a) hab ich ausgerechnet (was auch nach Lösung stimmt):
g = 9,81 [mm] \bruch{m}{s^{2}}
[/mm]
l = 1, 193 m
bei b) soll wie schon gesagt, die Lösung v = 2,42 [mm] \bruch{m}{s}
[/mm]
Aber ich komm nicht auf dieses Ergebnis.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 12:43 Di 04.10.2011 | | Autor: | leduart |
Hallo
also hängt nicht die 4kg masse am pendel, sondern nur 2kg die von 4kg mit dem gesuchten v gestoßen wird. du musst also v der 2kg kugel ausrechnen (Energiesatz) und daraus v der stoßenden Kugel! Jetzt macht es Sinn!
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 22:52 Do 06.10.2011 | | Autor: | Olga1234 |
Ich hab mir jetzt gedacht, dass die Masse am untersten Punkt ja kinetische Energie hat und diese muss größer oder zumindest gleich der potentiellen Energie am obersten Punkt sein.
[mm] E_{kin} [/mm] = [mm] E_{pot}
[/mm]
[mm] \bruch{1}{2} [/mm] m * [mm] v^{2} [/mm] = m * g * h
Ist das der richtige Ansatz?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 00:42 Fr 07.10.2011 | | Autor: | leduart |
Hallo
Wenn du mit v die Geschwindigkeit der Masse 2kg, di am pendel hängt meinst ist das richtig. gefragt ist aber nach dem v der stoßenden 4kg kugel die du dann noch ausrechnen mußt. (elastischer Stoß)
Gruss leduart
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