Kugelbewegung auf geneigter Ebene mit anschließendem Looping

suruh · Anmeldungsdatum: 03.02.2010 Beiträge: 1

Eine Kugel (r = 10 cm, m = 2,0 kg) rollt eine geneigte
Ebene hinab, an die sich eine kreisförmige
Bahn anschließt.
a) Welche maximale Geschwindigkeit
erreicht die Kugel,
wenn die Höhe
h = 70 cm beträgt?
b) Durchläuft dann die Kugel die schleifenförmige
Bahn mit dem Radius R = 20 cm sicher?
c) Aus welcher Mindesthöhe müsste die Kugel
abrollen, damit sie die Schleifenbahn gerade
noch durchläuft?
d) Wie groß ist im Fall c) die Kraft auf den untersten
und den obersten Punkt der Schleifenbahn.

Leider habe ich keine Ahnung wie ich die Aufgabe lösen soll weil ich lange Zeit krank war.Ich habe mir zwar die Buchkapitel durchgearbeitet doch finde keinen Einstieg.Ich hoffe auf eure Hilf.e

// editiert von dachdecker2: Titel geändert, original: "Mechanikaufgabe!"

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Hallo,

die Kugel beshcleunigt aus der Ruhe heraus. Das heißt, sie hat am oberen Punkt der schiefen Ebene potenzielle Energie, diese wird dann in kinetische Energie umgewandelt. Diese Energie nimmt jetzt wiederum ab, da die Kugel ja durch die kreisförmige bahn möchte.

Ich würde jetzt sagen, dass es ab dem Teil der kreisförmigen Bahn um die Zentrifugalkraft geht. Damit die Kugel die Bahn durchlaufen kann, muss der Betrag der Zentripetalkraft gleich dem der Zentrifugalkraft sein.

Es müsste aber auch genauso gut gehen wenn man nur die Energieumwandlungen betrachtet. Wobei man ja auch noch einen Radius gegeben hat, nämlich einmal den des Kreises und einmal den der kreisförmigen Bahn.

Ich muss mir da auch morgen nochmal eben nen paar Gedanken zu machen. Dürfte aber wirklich nicht schwierig sein.

Mfg Planck1858

sarahleinchen · Anmeldungsdatum: 30.12.2009 Beiträge: 5

Danke für deine Hilfe :>

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Planck, so eine Aufgabe löst man üblicherweise als Schüler noch nicht, so etwas kommt in der Regel erst im Studium.

Sarah, hast du so eine Aufgabe schonmal zum Beispiel für einen rutschenden Skifahrer oder für einen rollenden Wagen gerechnet? Weißt du schon, wie du mit Energieerhaltung umgehen kannst, und wie bei so etwas potentielle und kinetische Energie ineinander umgewandelt werden? Mit welcher Bedingung hast du dabei dafür gesorgt, dass der Skifahrer im höchsten Punkt des Loopings nicht herunterfällt?

Hast du nun im Studium bereits von Rotationsenergie und vom Trägheitsmoment einer Kugel gehört, und kannst du damit schon umgehen und rechnen? Kannst du diese Aufgabe nun statt für einen Skifahrer auch für Kugeln rechnen, indem du zusätzlich zu den bisherigen Energieformen auch noch die Rotationsenergie berücksichtigst?

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

@dermarkus: Ist das denn soweit alles ok, was ich geschrieben habe?

Das man solche Aufgaben nicht in der Schule löst, ist ja kein Grund um sich daran nicht schonmal zu probieren. Big Laugh

sarahleinchen · Anmeldungsdatum: 30.12.2009 Beiträge: 5

also ehrlich gesagt bin ich in physik ne absolute niete weswegen ich mir ja auch das forum gesucht habe Augenzwinkern

ich bin erst im halbjahr eingestiegen(konnte kein sport mehr mitmachen) un das genau das bricht mir gerade das genick.
von daher versuch ich gerade planck's worte zu begreifen Big Laugh