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o0mat0o
Anmeldungsdatum: 19.01.2016
Beiträge: 3
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 o0mat0o Verfasst am: 19. Jan 2016 15:50 Titel: Potentielle Energie |
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Meine Frage:
Hallo Zusammen,
hab folgendes Problem. Hab mir eine Kugelfallvorrichtung zur Impacteinbrinung auf Probekörper gebastelt. Eine Kugel aus Stahl fällt hierbei durch ein Rohr aus Aluminium. Jetzt ist meine Frage wie ich die exakte Reibung ausrechnen kann um so die Höhe aus der die Kugel fällt zu korregieren. (Problem hierbei ist das die Kugel sehr schnell durchfällt also eine Zeitmessung von Start Kugel aus Ruhelage bis aufprall unten funktioniert nicht - hab ich schon getestet). Mein nächster Schritt ist jetzt die Kugel aus einer bestimmten Höhe auf eine Kraftmessdose fallen zu lassen und hieraus die Reibung auszurechnen. Funktioniert das?
Meine Ideen:
Ich hab mir folgende Rechnung überlegt.
bei Freiem Fall gilt: F1=m*g
bei dem getesteten Fall mit Reibung gilt: F2=m*g-m*g*y (y=Reibungskoeffizient) Diese Kraft müsste ja meine Kraftmessdose anzeigen.
Nun kann ich den Reibungskoeffizienten berechnen da die Masse der Kugel bekannt und g = die Erdbeschleunigung ist.
Um die Höhe herauszufinden, die ich einstellen muss um einen genauen Energieeintrag auf einen Probekörper zu erzielen hätte ich so gerechnet.
Epot/(m*g-m*g*y)=h -> Also Epot ist der Energieeintrag z.B. 2 Joule den ich auf die Probe geben will. Masse ist bekannt. Erdbeschleunigung ist bekannt. Und die Reibungskraft hab ich hier von der Gewichtskraft abgezogen mit zuvor berechnetem Reibungswert.
Jetzt hab ich die Höhe mit Reibung und die Höhe bei freiem idealem Fall ist ja h=Epot/m*g. Hier setzte ich auch 2 Joule ein die selbe Masse und Erdbeschleunigung.
Die Differenz der beiden Höhen ist dann mein Ergebnis. Also das Maß, dass ich nachstellen muss, um den genauen Energieeintrag auf die Probe mit berücksichtigung der Reibung zu erzielen.
Meine Frage ist nun ob dies die Korrekte Vorgehensweiße ist.
(Ich gehe hier von einem Freien Fall aus, das Fallrohr steht senkrecht allerdings berührt die Kugel leicht das Fallrohr. Berechnung nach Schiefer Ebene mit Haftkraft usw. wird deshalb nicht angewendet bzw. ist der Winkel alpha auch nicht in der Praxis messbar.)
Vielen Dank |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3320
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| VeryApe Verfasst am: 20. Jan 2016 15:35 Titel: |
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| Zitat: | | Diese Kraft müsste ja meine Kraftmessdose anzeigen. |
nein das müsste sie nicht. Die Kugel kracht doch mit Geschwindigkeit auf die Dose. die dose muß diese abbremsen und je nach Material wirken hier größere oder kleinere Bremskräfte, die viel höher sind als die Gewichtskraft der Kugel.
wieso baust du nicht eine vorrichtung um die Fallrinne sodass sie auf der Kraftmessdose seitlich aufliegt. oder besser zwei Dosen.
sollte die Kugel durch die Fallrinne relevant bremsen dann würde aufgrund actio reactio die selbe Kraft die von der Fallrinne auf die Kugel wirkt von der Kugel entgegengesetzt auf die Fallrinne wirken und diese nach unten drücken.
Aber du hast doch auch Luftwiderstand ist das nicht der relevantere Teil, da wäre es doch besser du machst Geschwindigkeitsmessungen. |
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o0mat0o
Anmeldungsdatum: 19.01.2016
Beiträge: 3
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| o0mat0o Verfasst am: 20. Jan 2016 16:55 Titel: |
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Vielen Dank schonmal für die Antwort.
Stimmt jetzt kommts mir auch...so funktionierts nicht.
Die Idee mit der Vorrichtung um Fallrinne ist schonmal gut. Nur ist das Fallrohr oben befestigt und nicht nur geführt. Hat das einen Einfluss? oder zeigt die Kraftmessdose dann trotzdem den Reibungswert beim durchfallen der Kugel an?
Geschwindigkeit messen ist halt sehr schwer umsetzbar, da die Kugel schätzungsweise unter 1s durchs Fallrohr fällt. (Deshalb hätte ich den Luftwiderstand vernachlässigt) |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3320
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| VeryApe Verfasst am: 20. Jan 2016 20:52 Titel: |
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| Zitat: | | Nur ist das Fallrohr oben befestigt und nicht nur geführt. Hat das einen Einfluss? oder zeigt die Kraftmessdose dann trotzdem den Reibungswert beim durchfallen der Kugel an |
Na sicher hat das einen Einfluss weil ja dann von oben die Kraft kompensiert wird die soll ja von der Messdose kompensiert werden damit du weißt was für eine Kraft wirkt, die darf oben nichtmal geführt werden, weil sonst wirkt ja in der Führung auch schon wieder ne Reibkraft die das ergebnis verfälscht.
Die Kraftmessdose zeigt nicht den Reibwert an sondern die Gewichtskraft der Fallrinne plus die Reibkraft der Kugel. |
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o0mat0o
Anmeldungsdatum: 19.01.2016
Beiträge: 3
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| o0mat0o Verfasst am: 20. Jan 2016 22:06 Titel: |
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Stimmt danke. So werd ichs mal probieren;)
Mir ist grad noch was durch den Kopf gegangen:
Wenn ich die Kugel trotzdem auf die Kraftmessdose fallen lasse, kann ich dann die Geschwindigkeit ausrechnen. F/Masse = a
Und daraus wieder über kinetische und potentielle Energie die Reibung? |
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