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[quote="Staubfrei"][b]Meine Frage:[/b] Die Angabe lautet: Zwei Massen [latex]m_{1}[/latex] und [latex]m_{2}[/latex] gleiten reibungslos auf einer Doppelrampe im Erdschwerefeld. (Die Doppelrampe ist ein Dreieck mit dem Winkel [latex]\alpha[/latex] auf der rechten Seite, dem Winkel [latex]\beta[/latex] auf der rechten Seite). Die Massen sind durch ein (masseloses) Seil verbunden, welches durch eine (masselose) Rolle auf der Spitze der Doppelrampe umgelenkt wird. a) Für welches Massenverhältnis ist das System im Gleichgewicht? b) Welche Seilspannung ergibt sich im allgemeinen Fall beliebiger Massen? c) Wie werden die beiden Massen beschleunigt? Geben Sie die Beschleunigungen [latex]\ddot{s_{1}}[/latex] und [latex]\ddot{s_{2}}[/latex] an, wobei [latex]s_{1}[/latex] und [latex]s_{2}[/latex] die jeweiligen Strecken vom Fuß der Rampe bis zu den Massen bezeichnen. d) Betrachten Sie nun den Spezialfall [latex]\alpha = \beta = 30°[/latex] und [latex]m_{2} = \frac {2}{3} \cdot m_{1}[/latex]. Welche Zeit [latex]t_{1}[/latex] benötigt das System, um eine Strecke von [latex]1 \text m[/latex] zurückzulegen, nachdem es in der Ruhelage losgelassen wird? [b]Meine Ideen:[/b] Ich hoffe, dass ich zumindest den ersten Teil der Aufgabe richtig habe. Probleme habe ich aber mit b), c) und d). a) [latex]\frac {m_{1}}{m_{2}} = \frac {\sin \beta}{\sin \alpha}[/latex] b) [latex]T = F_{1} - F_{2} = m_{1} \cdot g \cdot \sin \alpha - m_{2} \cdot g \cdot \sin \beta[/latex] c) Wie ich hier auf die Beschleunigung komme, weiß ich nicht...[/quote]
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Staubfrei
Verfasst am: 02. Nov 2012 13:04
Titel:
Ok, vielen Dank!
Packo
Verfasst am: 02. Nov 2012 12:55
Titel:
Das Newtonsche Gesetz lautet:
Kraft = Masse mal Beschleunigung
Die Kraft ist F1-T
diese musst du gleichsetzen mit m1*a
(a ist die gesuchte Beschleunigung).
So erhälst du eine erste Gleichung.
Dann machst du das gleiche mit dem zweiten Körper und erhälst eine zweite Gleichung.
Aus diesen beiden Gleichungen kann du T und die Beschleunigung a berechnen.
Staubfrei
Verfasst am: 02. Nov 2012 12:43
Titel:
Also ich verstehe gerade gar nichts mehr. Was soll ich jetzt genau machen?
Packo
Verfasst am: 02. Nov 2012 12:35
Titel:
Staubfrei,
das wird eine endlose Diskussion.
Daher zusammenfassend:
Man kann die Aufgabe auf verschiedene Arten lösen:
1) Freischneiden von m1 und freischneiden von m2 und dann Newton.
2) Freischneiden des Systems (m1 und m2) und dann Newton.
3) Energiemethoden.
Methode 2) ist kürzer als Methode 1).
Ich bin jedoch der Ansicht, dass Methode 1) lehrreicher ist und allgemeiner für ähnliche Aufgaben anwendbar ist.
F1 - T ist nicht die Gesamtkraft auf den ersten Körper sondern nur ihre Komponente in Bewegungsrichtung.
Wie lautet denn nun das Newtonsche Gesetz, angewendet auf diese Kraft?
Staubfrei
Verfasst am: 02. Nov 2012 11:48
Titel:
Aber egal, mit der Seilkraft würde die Gesamtkraft auf den ersten Körper doch
betragen, oder?
Staubfrei
Verfasst am: 02. Nov 2012 11:46
Titel:
Packo hat Folgendes geschrieben:
Staubrei, du musst die beiden Körper "freischneiden".
Wenn ich den Körper freischneide, wirkt doch keine Seilkraft mehr auf ihn?
Packo
Verfasst am: 02. Nov 2012 11:06
Titel:
Nochmal NEIN!
F1 = m1*g*sin(α) ist nur eine Komponente einer Kraft, die auf den Körper wirkt.
Auf die Masse m1 wirken drei Kräfte:
① Die Gravitationskraft m1*g.
② Die Seilkraft T.
③ Die Kraft N, die die Unterlage auf den Körper ausübt.
Staubfrei
Verfasst am: 01. Nov 2012 21:59
Titel:
Wenn ich den ersten Körper losschneide, wirkt auf ihn doch eine Kraft
oder?
Packo
Verfasst am: 01. Nov 2012 21:44
Titel:
NEIN!
Betrachte vorerst nur den Körper m1.
Staubfrei
Verfasst am: 01. Nov 2012 21:00
Titel:
Ich bezeichne die aus Normalkraft und Schwerkraft resultierende Kraft auf den ersten beziehungsweise zweiten Körper mit
beziehungsweise
. Dann müsste doch die Gesamtkraft auf den ersten Körper
betragen, oder?
Packo
Verfasst am: 01. Nov 2012 20:48
Titel:
Staubfrei,
du musst die beiden Körper "freischneiden".
Betrachte z.B. alle Kräfte, die auf den linken Körper wirken. Bilde die Resultierende aller Komponenten dieser Kräfte in Bewegungsrichtung.
Diese resultierende Kraft muss gleich sein m1*a.
a ist die Beschleunigung (der beiden Massen).
Staubfrei
Verfasst am: 01. Nov 2012 20:27
Titel:
Entschuldigung, natürlich ist der Neigungswinkel
auf der linken Seite.
Ich versuche mal, es etwas besser zu beschreiben: Auf der linken Seite befindet sich eine Rampe mit dem Neigungswinkel
, die von unten nach oben geht. Am oberen Ende schließt sich eine Rampe mit dem Neigungswinkel
an, die von oben wieder nach unten geht. Am Scheitelpunkt befindet sich die Rolle.
Packo
Verfasst am: 01. Nov 2012 20:20
Titel: Re: Massen auf einer Doppelrampe
Staubfrei hat Folgendes geschrieben:
(Die Doppelrampe ist ein Dreieck mit dem Winkel
auf der rechten Seite, dem Winkel
auf der rechten Seite).
?????????????????
Staubfrei
Verfasst am: 01. Nov 2012 17:34
Titel: Massen auf einer Doppelrampe
Meine Frage:
Die Angabe lautet: Zwei Massen
und
gleiten reibungslos auf einer Doppelrampe im Erdschwerefeld. (Die Doppelrampe ist ein Dreieck mit dem Winkel
auf der rechten Seite, dem Winkel
auf der rechten Seite).
Die Massen sind durch ein (masseloses) Seil verbunden, welches durch eine (masselose) Rolle auf der Spitze der Doppelrampe umgelenkt wird.
a) Für welches Massenverhältnis ist das System im Gleichgewicht?
b) Welche Seilspannung ergibt sich im allgemeinen Fall beliebiger Massen?
c) Wie werden die beiden Massen beschleunigt? Geben Sie die Beschleunigungen
und
an, wobei
und
die jeweiligen Strecken vom Fuß der Rampe bis zu den Massen bezeichnen.
d) Betrachten Sie nun den Spezialfall
und
. Welche Zeit
benötigt das System, um eine Strecke von
zurückzulegen, nachdem es in der Ruhelage losgelassen wird?
Meine Ideen:
Ich hoffe, dass ich zumindest den ersten Teil der Aufgabe richtig habe. Probleme habe ich aber mit b), c) und d).
a)
b)
c) Wie ich hier auf die Beschleunigung komme, weiß ich nicht...