Stahlkugel in Öl < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 14:32 Mo 09.05.2005 | | Autor: | Maiko |
Hallo.
Ich habe mal eine Frage zu folgender Aufgabe.
[Dateianhang nicht öffentlich]
Bei Aufgabenteil a wäre ich fast genauso vorgegangen.
Leider verstehe ich die Lösung nicht ganz, denn wenn es wirklich so wäre, wie es in der Lösung steht, müsste doch ein Gleichgewicht hergestellt worden sein.
Schließlich würden sich Gewichtskraft und auf der anderen Seite Auftriebs- und Reibungskraft ausgleichen. Das heißt, es dürfte keine Bewegung nach unten geben, oder sehe ich das falsch?
Mein Ansatz war der aus der ersten Zeile von c. Nur Leider hat man ja kein a gegeben, um dann nach v umstellen zu können.
Könnte mir das bitte jmd. erläutern?
Das wäre spitze.
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 14:39 Mo 09.05.2005 | | Autor: | Maiko |
Ich glaube, meine Frage hat sich gerade von selbst geklärt.
Sehe ich das richtig, dass vE aus der Reibungskraft in Richtung von dieser Kraft FR wirkt? Wenn dies der Fall ist, was ja logisch ist, dann würde man mit dieser Geschwindigkeit entgegen der Gewichtskraft ein Gleichgewicht erzeugen.
Diese Geschwindigkeit vE müsste dann genauso groß sein, wie die Geschwindigkeit, mit welcher sich Kugel nach unten bewegt.
Ist das korrekt?
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 15:19 Mo 09.05.2005 | | Autor: | leduart |
Hallo
siehe oben
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 15:15 Mo 09.05.2005 | | Autor: | leduart |
Hallo
>Sehe ich das richtig, dass vE aus der Reibungskraft in Richtung von dieser Kraft FR wirkt?
Eine Reibungskraft ist IMMER entgegengesetzt der Geschwindigkeit. Man kann von keiner Geschw. sagen sie wirkt!
[mm] \vec{Fr} [/mm] = [mm] -\vec{v}*k*r
[/mm]
>Wenn dies der Fall ist, was ja logisch ist, dann würde man mit dieser Geschwindigkeit entgegen der Gewichtskraft ein >Gleichgewicht erzeugen.
Ist nicht logisch! und eine Geschwindigkeit "erzeugt" nichts!
Die Gewichtskraft geht nach unten, die Reibungskraft nach oben, sobald sich die Kugel nach unten in Bewegug setzt.
vE IST die Geschwindigkeit nach unten.
1. Falls sich die Kugel schon mit vE bewegt ist die Gesamtkraft 0, Reibungskraft nach oben =Gewichtskraft-Fa nach unten. Besser [mm] /vec{Fr}+\vec{G}+\vec{Fa} [/mm] = 0
2. Falls noch v<vE ist G-Fa>Fr, d.h. es bleibt eine beschleunigende Kraft nach unten übrig, v nimmt zu! aber immer langsamer, weil ja die Beschleunigung immer kleiner wird! Theoretisch dauert das unendlich lange, praktisch wird 99,99% von vE relativ schnell erreicht, und dann ist experimentell kein Unterschied mehr.
Und in c hast du ja schon den Ansatz a zu bestimmen um v(t) auszurechnen: und [mm] v(t)=vE-e^{-kt}
[/mm]
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:26 Mo 09.05.2005 | | Autor: | Maiko |
Ok.
Aber normalerweise dürfte ich doch dann gar nicht mit der Formel aus der Lösung für Aufgabenteil a rechnen.
Diese Gleichung (Bewegungsgleichung) gilt ja nur, wenn Gleichgewicht herrscht. Wenn ich diese Formel jetzt nach vE umstelle, wie dies in der Lösung getan wurde, dann bekomme ich doch die Geschwindigkeit heraus, die die Kugel bräuchte, um in dem Öl zu schweben.
Ich will ja aber die Geschwindigkeit, mit der sich die Kugel nach unten bewegt, wenn mich nicht alles täuscht.
Aus diesem Grunde müsste doch die Ansatzgleichung (Bewegungsgleichung) aus a nicht korrekt sein oder?
Es müsste gelten
m*a=Fg-Fa-Fr
Leider hab ich aber kein a gegeben...
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(Antwort) fertig | | Datum: | 18:15 Mo 09.05.2005 | | Autor: | leduart |
Hallo
> Ok.
> Aber normalerweise dürfte ich doch dann gar nicht mit der
> Formel aus der Lösung für Aufgabenteil a rechnen.
> Diese Gleichung (Bewegungsgleichung) gilt ja nur, wenn
> Gleichgewicht herrscht.
Bei Gleichgewicht gilt s=v*t, v=vE=const
Wenn ich diese Formel jetzt nach vE
> umstelle, wie dies in der Lösung getan wurde, dann bekomme
> ich doch die Geschwindigkeit heraus, die die Kugel
> bräuchte, um in dem Öl zu schweben.
Schweben nennt man doch, wenn sich etwas nicht bewegt.die Kugel bewegt sich aber nach unten mit vE, nur nicht beschleunigt (wie beim freien Fall)
> Ich will ja aber die Geschwindigkeit, mit der sich die
> Kugel nach unten bewegt, wenn mich nicht alles täuscht.
> Aus diesem Grunde müsste doch die Ansatzgleichung
> (Bewegungsgleichung) aus a nicht korrekt sein oder?
>
> Es müsste gelten
> m*a=Fg-Fa-Fr
Das genau hab ich gesagt! und da du Fg,Fa,Fr kennst hast du die Gleichung a=(Fg-Fa-Fr)/m
einsetzen :(Fg-Fa)=A=konstant, Fr/m=k*v(t), v(0)=0 a(t)=v'(t) ergibt:
v'(t)=A-k*v(t). Nun weiss ich nicht ob du solche Differentialgleichungen lösen kannst. Falls nicht setz meine Lösung ein und stell fest, dass sie stimmt!
> Leider hab ich aber kein a gegeben...
doch, hast du!
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 22:24 Mo 09.05.2005 | | Autor: | Maiko |
Ich möchte das ganze nochmal kurz rekapitulieren, damit ich merke, ob ichs wirklich verstanden habe.
Also:
Normalerweise lautet die vollständige Bewegungsgleichung so:
ma = Fg-Fa-Fr
Da hier aber keine beschleunigte Bewegung vorliegt, also a=0 ist, fällt die linke Seite weg. Die rechte Seite stelle ich einfach nach v um und kann das Ergebnis berechnen. (Es wirkt also keine beschleunigende Kraft auf die Kugel)
Ist mein Denkansatz richtig?
Wenn das stimmen sollte, was ich geschrieben habe, dann würde ich noch
folgendes fragen wollen:
In der Aufgabe war es ja nicht ganz so deutlich geschrieben, dass die Bewegung der Stahlkugel gleichförmig und nicht beschleunigt abläuft.
Hast du ein Tipp wie ich das zwischen den Zeilen hätte finden können?
Da hätte man sich einige Fragen sparen können.
Wäre für deine Hilfe dankbar.
Grüße,
Maik
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(Antwort) fertig | | Datum: | 12:27 Di 10.05.2005 | | Autor: | leduart |
Hallo Maiko
> Also:
> Normalerweise lautet die vollständige Bewegungsgleichung
> so:
>
> ma = Fg-Fa-Fr
>
> Da hier aber keine beschleunigte Bewegung vorliegt, also
> a=0 ist, fällt die linke Seite weg. Die rechte Seite stelle
> ich einfach nach v um und kann das Ergebnis berechnen. (Es
> wirkt also keine beschleunigende Kraft auf die Kugel)
Das bezieht sich NUR auf Aufgabenteil a) da ist nach der Maximalgeschwind. gefragt, die dann erreicht ist, wenn die Gesamtkraft 0 ist, denn dann kann sich die Geschwindigkeit nicht mehr erhöhen!
>
> Ist mein Denkansatz richtig?
> Wenn das stimmen sollte, was ich geschrieben habe, dann
> würde ich noch
> folgendes fragen wollen:
> In der Aufgabe war es ja nicht ganz so deutlich
> geschrieben, dass die Bewegung der Stahlkugel gleichförmig
> und nicht beschleunigt abläuft.
In a) ist nach der Maximalgeschw. gefragt. Wenn sie noch beschleunigt wäre, wäre sie nicht maximal!
> Hast du ein Tipp wie ich das zwischen den Zeilen hätte
> finden können?
Siehe oben!
>
> Da hätte man sich einige Fragen sparen können.
Ich hab dir nen länglichen traktat über c) geschrieben, wo die Bewegung von Anfang an, also mit Gesamtkraft>0 gefragt ist. Darauf gehst du gar nicht ein!
Ich geb mir Mühe, deine Fragen Punkt für Punkt zu beantworten, ich merke nicht,ob und wie du die Antworten verstehst! Bitte zitiere meine Antworten in Zukunft, wie ich es mit deinen tue, kommentiere, was du verstanden hast und füg dann deine Fragen ein. Ich glaub das ist die einzige Möglichkeit sich übers netz auszutauschen. Diesmal war ichz.Bsp. enttäuscht dass du auf meinen Beitrag zu c) gar nicht reagiert hast.
Grüße,
leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 22:53 Di 17.05.2005 | | Autor: | Maiko |
Hey Leduart.
Ich habe die Aufgabe jetzt verstanden. Danke für deine Erklärungen.
Deinen Tipp, die Antworten zu zitieren und dann erst die Fragen zu stellen, habe ich ja bereits aufgegriffen.
Hast du ja bestimmt schon gemerkt 
Danke.
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