| Autor |
Nachricht |
| E=mc² |
Verfasst am: 03. Apr 2016 16:30 Titel: |
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| And1x hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | | Das erinnert mich eher an eine hormonische Schwingung mit skurriler Notation und komisch gewähltem Bezugssystem als an eine schiefe Ebene... |
Das ist ganz einfach die Bewegungsgleichung des Körpers wenn X in Richtung der Hangabtriebskraft verläuft. War irgendwie in dem Modus, dass man das Koordinatensystem in die Bewegungsrichtung des Körpers legt.
Hab das mit y = h und x = 0 in der Aufgabenstellung erst jetzt gelesen, sorry. Das definiert ja im Grunde die Lage des Koordinatensystems. |
Ja, das hab ich mir bei manchen Zeilen auch gedacht, aber dieser Kommentar bezog sich auf eine Zeile, wo das t in der Sinus-Funktion drinnen war. Aber vielleicht war das dann nur ein Flüchtigkeitsfehler. |
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| And1x |
Verfasst am: 03. Apr 2016 02:18 Titel: |
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| Zitat: | | Das erinnert mich eher an eine hormonische Schwingung mit skurriler Notation und komisch gewähltem Bezugssystem als an eine schiefe Ebene... |
Das ist ganz einfach die Bewegungsgleichung des Körpers wenn X in Richtung der Hangabtriebskraft verläuft. War irgendwie in dem Modus, dass man das Koordinatensystem in die Bewegungsrichtung des Körpers legt.
Hab das mit y = h und x = 0 in der Aufgabenstellung erst jetzt gelesen, sorry. Das definiert ja im Grunde die Lage des Koordinatensystems. |
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| E=mc² |
Verfasst am: 02. Apr 2016 21:17 Titel: |
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Du hast die Gravitationskraft . Sie wirkt senkrecht nach unten.
Man kann diese in Hangabtriebskraft und Normalkraft . Siehe zB in diesem Bild: https://de.wikipedia.org/wiki/Hangabtriebskraft#/media/File:Schiefe-Ebene.png
Wenn du diese beiden Kräften addiert (wirklich die Vektoren, nicht nur ihre Beträge) kommst du wieder auf die Aussgangskraft, als F_G.
Im Prinzip könntest du F_G in beliebige Komponenten zerteilen, nur diese beiden bieten sich halt an. Das liegt, dass das die Komponente der F_G, die wir Hangabtriebskraft nennen, einzig und alleine für die Beschleunigung zuständig ist und die andere Komponente - die Normalkraft - gar nicht.
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Es wirkt nun also eine Hangabtriebskraft, die tatsächlich zu einer Beschleunigung führt und uns deshalb interessiert. Wie man sich mit Hilfe von rechtwinkeligen Dreiecken (siehe auch das oben verlinkte Bild) überlegen kann, gilt für ihren BETRAG
Nun müssen wir nur noch herausfinden, was mit der Richtung ist. Nach ihrer Definition ist die Hangabtriebskraft parallel zum Hang. Somit verläuft sie im Winkel alpha über der Waagrechten.
Es gibt somit eine waagrechte Komponente der Hangabtriebskraft
und eine senkrechte Komponente der Hangabtreibskraft .
Für die Waagrechte komponente gilt - wenn man obige Formel für F_H hernimmt: .
und für die senkrechte: .
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Nun wollen wir aber nicht nur eine Kraft herausfinden, sondern ein Weg-Zeit-Gesetz.
Hier am Beispiel der waagrechten x-Richtung:
Für die Kraft gilt:
und somit für die Beschleunigung:
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Wenn man aus der Beschleunigung die Geschwindigkeit berechnen will, gilt
und will man aus der Geschwindigkeit den Weg berechnen, gilt:
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Jetzt muss man nur noch das entsprechende s_0 und v_0 herausfinden und die richtige Beschleungigung einsetzen und die Bennenung anpassen:
1) statt s schreiben wir x
2) für a tragen wir den Ausdruck für die waagrechte Beschleunigung ein
3) für v_0 können wir 0 hinschreiben, weil der Körper am Anfang ruht
4) für s_0 können wir ebenfalls 0 hinschreiben, weil wir das lt Angabe sollen
also:
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Analoges tut man für y, sodass dann steht
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Die negativen Vorzeiche rühren daher, dass die Gravitationskraft nach unten, also negative y-Richtung wirkt, man bei g aber normal einen positiven Wert meint, nämlich 9,81 m/s² meint. (Würde man für g -9,81 m/s² einsetzen, müsste man das negative Vorzeichen aus meiner Formel entfernen) |
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| VerwirrtVonPhysik |
Verfasst am: 02. Apr 2016 20:28 Titel: |
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| Ich glaube ich warte einfach auf die Musterlösung, ich bin nur noch verwirrter... |
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| E=mc² |
Verfasst am: 02. Apr 2016 19:35 Titel: |
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| And1x hat Folgendes geschrieben: | | Ich glaube GvC bringt da irgendetwas durcheinander. |
Ich glaube eher, das ist umgekehrt.
| And1x hat Folgendes geschrieben: | |
Wie kommst du darauf, dass der Körper in x-Richtung g*sin(alpha) beschleunigt wird?!
Das würde im Extremfall einer senkrechten Ebene (also defacto freiem Fall) bedeuten, dass der Körper mit a=g waagrecht beschleunigt würde!
Oder was genau soll das v da sein? Die Geschwindigkeit oder nur ihre x-Komponente. Für ersteres spricht, dass das Ergebnis Sinn machen würde, dagegen spricht aber die Natation mit dem x.
| And1x hat Folgendes geschrieben: |  = v_{0} + g * \sin(\alpha t) ) |
Das erinnert mich eher an eine hormonische Schwingung mit skurriler Notation und komisch gewähltem Bezugssystem als an eine schiefe Ebene... |
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| And1x |
Verfasst am: 02. Apr 2016 11:34 Titel: |
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Ich glaube GvC bringt da irgendetwas durcheinander.
Das ist der richtige Weg, sieht man am Ergebnis.
Also erstmal die Anfangsbedingungen:
1.
2.
3.
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Dann die Beschleunigung über die Zeit Integrieren:
Um x(t) zu bekommen musst du die Geschwindigkeitsgleichung nochmal integrieren. Die Integrationskonstante dabei nicht vergessen. |
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| VerwirrtVonPhysik |
Verfasst am: 02. Apr 2016 07:37 Titel: |
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Okay, nein, doch nicht.
Also ich verstehe nicht wie man von
auf die X und Y Komponenten
schliesst.
Ich verstehe auch nicht nach was ich integrieren soll. Es soll ja eine Funktion der Zeit sein, aber
haben ja nirgends ein t wohin man integrieren könnte, oder die Differentialgleichung nach lösen könnte.
Rein konzeptuell habe ich anscheinend etwas Elementares ganz und gar nicht begriffen. |
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| And1x |
Verfasst am: 01. Apr 2016 20:34 Titel: |
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Du zerlegst die Gewichtskraft doch in die x und y Komponenten, dadurch hast du doch die Hangabtriebskraft und die Normalkraft.  |
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| VerwirrtVonPhysik |
Verfasst am: 01. Apr 2016 17:43 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | And1x hat Folgendes geschrieben: | | Die Kraft in X bzw. in Y Richtung hast du ja. |
Ja? Wo hat er die denn?
Die den Körper beschleunigende Kraft ist die Hangabtriebskraft. Die lässt sich in eine Horizontalkomponente (x-Richtung) und eine Vertikalkomponente (y-Richtung) zerlegen. Demzufolge ist die Beschleunigung
in x-Richtung
in y-Richtung
oder nicht? |
Wie kriege ich diese Zerlegung hin?
Und dann müsste ich von diesem Punkt einfach zweimal integrieren?
Würde das dasselbe ergeben wie wenn ich die Differentialgleichung löse?
Werde mich morgen ransetzen, danke auf jeden Fall für die bisherige Hilfe, bin nicht mehr total ratlos! |
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| And1x |
Verfasst am: 01. Apr 2016 16:31 Titel: |
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| Zitat: | Ja? Wo hat er die denn?
Die den Körper beschleunigende Kraft ist die Hangabtriebskraft. Die lässt sich in eine Horizontalkomponente (x-Richtung) und eine Vertikalkomponente (y-Richtung) zerlegen. Demzufolge ist die Beschleunigung |
Durch das Kräfteparallelogramm hat er doch alle Kräfte. Wie liegt das Koordinatensystem denn? Ist die X-Richtung die Bewegungsrichtung und somit die Y-Richtung senkrecht dazu?
Wenn ja wäre die Beschleunigung in X-Richtung doch:
Hervorgerufen durch die Hangabtriebskraft.
und in Y-Richtung:
Hervorgerufen durch die Normalkraft. |
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| GvC |
Verfasst am: 01. Apr 2016 15:53 Titel: |
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| And1x hat Folgendes geschrieben: | | Die Kraft in X bzw. in Y Richtung hast du ja. |
Ja? Wo hat er die denn?
Die den Körper beschleunigende Kraft ist die Hangabtriebskraft. Die lässt sich in eine Horizontalkomponente (x-Richtung) und eine Vertikalkomponente (y-Richtung) zerlegen. Demzufolge ist die Beschleunigung
in x-Richtung
in y-Richtung
oder nicht?
| And1x hat Folgendes geschrieben: |
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Das ist eine etwas ungewöhnliche Notation. Richtiger wäre wohl
und
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| And1x |
Verfasst am: 01. Apr 2016 14:22 Titel: |
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Die Kraft in X bzw. in Y Richtung hast du ja. Du musst nur die Differentialgleichungen mit Hilfe von Anfangsbedingungen lösen.
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| VerwirrtVonPhysik |
Verfasst am: 01. Apr 2016 13:07 Titel: Schiefe Ebene (ohne Reibung) |
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Meine Frage: Eine Masse m wird auf einer schiefen Ebene mit Neigung [latex]\alpha[\latex] zur Zeit t = 0 bei x = 0, y = h in Ruhe losgelassen.
Gesucht sind die Bewegungsgleichungen x(t) und y(t) für die Masse m auf der schiefen Ebene.
Meine Ideen: Es gibt drei Kräfte: Gewichtskraft Fg = m*g Hangabtriebskraft Fh = sin([latex]\alpha[\latex]) * m * g Normalkraft Fn = cos([latex]\alpha[\latex]) * m * g
Fh und Fn fand ich mit dem Kräfteparallelogramm heraus. Ich verstehe aber überhaupt nicht, wie ich daraus die Bewegungsgleichungen herleiten soll. |
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