Torsionspendel

eisley · Anmeldungsdatum: 24.04.2012 Beiträge: 28

hallo zusammen !!

es geht um folgende Aufgabe:

Eine Gewehrkugel mit Geschwindigkeit v und Masse m trifft das Torsionspendel im Abstand b bezüglich des Schwerpunktes und bleibt stecken.
Das Direktionsmoment des Pendels sei D, d.h. das rückstellende Drehmoment ist gegeben durch

.
Die potentielle Energie, welche bei der Ausrenkung um

in dem Torsionspendel gespeichert ist, berechnet sich durch

.

Berechnen Sie die maximale Auslenkung des Pendels. Die Masse der Gewehrkugel nach dem Aufprall kann vernachlässigt werden.

Ich steh bei der Aufgabe ziemlich an. Die potentielle Energie ist ja nun gegeben, kann ich das dann einfach gleich setzen mit der kinetischen Energie der Rotation? also mit

..ich kann mich nicht ganz damit abfinden und hab im Skript keine weiteren Hinweise gefunden.

lieben Dank für eure Hilfe !!
eisley

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Wenn man als erste Überlegung auf die Energie sieht, müßte die Kugel E_kin zu einer Auslenkung E_pot des Pendels führen. grübelnd

(Ansonsten ist mir neu, daß auf solche Pendel geschossen wird.)

eisley · Anmeldungsdatum: 24.04.2012 Beiträge: 28

dann setze ich ich wie gewohnt einfach

und drücke D durch

aus..

mein

ist dann maximal, wenn diese Gleichung erfüllt ist?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Die Kugel bleibt stecken. Das ist ein unelastischer Stoß. Beim unelastischen Stoß wird ein Teil der kinetischen Energie in Wärme umgewandelt und kann deshalb nicht in potentielle (Federspann-)Energie umgewandelt werden. Die Energiebilanz Ekin=Epot kann also nicht stimmen, sofern mit Ekin die kinetische Energie vor dem Stoß gemeint ist. Stattdessen musst Du in den Energieerhaltungssatz die kinetische Energie unmittelbar nach dem Stoß einsetzen. Dazu benötigst Du die Geschwindigkeit unmittelbar nach dem Stoß. Die erhältst Du aus dem Impulserhaltungssatz.

eisley · Anmeldungsdatum: 24.04.2012 Beiträge: 28

Danke schonmal!!

.. also nach dem Erhaltungssatz gilt ja

(da die Kugel ja stecken bleibt)...dann kann ich aber mit dem Impulserhaltungssatz gar nicht weiterrechnen? das wäre ja dann nur

.. ich befinde mich gefühlsmässig grad mächtig auf dem falschen weg ! grübelnd

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Ich wiederhole: