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Hallo

Ein Klotz der Masse m=0,5 wird an einem r= 60 cm Faden der Reißfestigkeit Fmax= 30 N in einem horizontalen Kreis immer schneller herumgeschleudert.

a) Bei welcher Bahngeschwindigkeit V_(bahn) reißt der Faden?

b) In welche Richtung fliegt der Klotz davon?

Kann mir jemand sagen, mit welcher Formel ich diese beiden Aufgaben berechnen kann?

Vielen dank.

von

2 Antworten

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1. Du benutzt hierzu die Zentrifugalkraft, diese gibt dir die Kraft an, die das Massestück nach aussen "drückt", die Formel dazu lautet: F = m*ω²*r mit F als Kraft, m als Masse, ω als Winkelgeschwindigkeit (wie man die aus der Bahngeschwindigkeit erhält solltest du wissen ;) ) und r als Radius. Stellst du nach v (Bahngeschwindigkeit) um, setzt ein und erhältst die Geschwindigkeit.

2. Man schaut sich hierzu das Trägheitsgesetz an: ein Körper in Bewegung ändert ohne äußeren Einfluss seine Bewegung nicht, daher fliegt das Massestück nach vorn, also entlang der Tangente zum Kreis, er bleibt in einer geradlinigen Bewegung die am Punkt des Risses beginnt und weiter in die Richtung geht, die das Massestück zu dem Zeitpunkt hatte, also sozusagen "nach vorn".


Hoffe das hilft dir. Bei Nachfragen einfach kommentieren.

von
Okay, ich habe die Formel jetzt nach v umgestellt: v=r*w ist das so richtig?Wenn ich die Bahngewschwindigkeit  v doch noch nicht habe, wie soll ich dann aus ihr die Winkelgeschwindigkeit erhalten?
Danke für die Hilfe!

Also, ich hab noch die Formel: ω=2*π*f (aber auch hier haben ich "f" ist die Frequenz pro Sekunde, nicht...)  

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Formel

F = m * v^2 / r
also
30 N = 0,5 kg * v^2 / 0,6m
18 Nm = o,5 kg * v^2
36 Nm/kg = v^2
36 m^2/s^2 = v^2
6 m/s = v
Also reisst der Faden bei vBahn = 6m/s und
der Klotz fliegt in tangentialer Richtung davon.
von 2,7 k

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