LV001:LV-Uebersicht/WS07 08/Frage der Woche/3

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Frage der Woche 3 - Bewegungszustände / Geschwindigkeit, Beschleunigung, Kraft

Ein kleiner Metallzylinder ruht auf einer mit konstanter Geschwindigkeit rotierenden Scheibe (siehe Abbildung).
  • Welches der 5 Sätze von Vektoren beschreibt am besten Geschwindigkeit und Beschleunigung des Zylinders in der eingezeichneten Position sowie die Gesamtkraft, die auf den Zylinder an diesem Punkt wirkt?

Bild:Rotierende_masse_vektorpfeile.png


Diskussionsforum

Diese Woche eine sehr konkrete Frage der Woche. Welche der 5 Möglichkeiten von Vektoren-Sätzen in der Abbildung beschreibt den Bewegungstzustand des Metallzylinders am besten und warum? Der grüne Pfeil repräsentiert den Kraftvektor, der blaue Pfeil den Geschwindigkeitsvektor und der rote Pfeil die Beschleunigung. --Harald.hoeller@univie.ac.at 11:47, 31. Okt. 2007 (CET)


  • Satz zwei : Die Rotation der Scheibe übt eine Kraft in Bewegungsrichtung auf die aufliegende Masse aus. Und da F=m*a reicht Satz 2 aus, falls man den Beschleunigungsvektor auch darstellen möchte, eben auch Satz 1.

-A0605537@unet.univie.ac.at 16:03, 31. Okt. 2007 (CET)

  • Kannst du bitte deine Argumentation umfassender darstellen? Wenn der Zylinder auf der mit konstanter Geschwindigkeit rotierenden Scheibe ruht (also mit ihr quasi fest verbunden ist), dann sollten die allgemeinen Gesetze für die unbeschleunigte Kreisbewegung gelten. Da keine Winkelbeschleunigung vorhanden ist, existiert nur mehr die Normalkomponente der Beschleunigung (Zentripetalbeschleunigung) und der Vektor der Beschleunigung zeigt zum Zentrum. Der Geschwindigkeitsvektor zeigt wegen v = w x r nach rechts und die Kraft nach Newton 2 in dieselbe Richtung wie die Beschleunigung. Das ist allerdings dann der vierte Satz von Vektoren. --A0649021@unet.univie.ac.at 17:55, 31. Okt. 2007 (CET)
  • Tatsächlich hat das zweite Posting das Rätsel gelöst und auch ganz wunderbar erklärt. Eine Kreisbewegung stellt immer eine beschleunigte Bewegung dar, weil sich der Geschwindigkeitsvektor (gedacht angreifend im Zylinder) ständig ändert (a=\frac{dv}{dt}\,\! ); genauer gesagt die Normalkomponente des Geschwindigkeitsvektors. --Harald.hoeller@univie.ac.at 15:32, 1. Nov. 2007 (CET)

Zusatzfrage

Wem das obige Beispiel zu wenig knifflig war, hier noch eine kleine 'Draufgabe':

Ein Bär entwendet einen Honigtopf und flieht vor dem Besitzer auf einen Baum. Dieser (verärgert) beschließt sein Betäubungsgewehr einzusetzen und zielt auf das Hinterteil des Honigdiebes, der auf einem Ast hängt. In dem Moment, in dem er das Geschoß mit einer Geschwindigkeit v abfeuert, rutscht der Bär vom Ast und fällt hinunter.

  • Pech für den Schützen oder Pech für den Bären?


Trifft der Schütze oder trifft er nicht? Ein beinahe getroffener Bär könnte ziemlich gefährlich werden ... --Harald.hoeller@univie.ac.at 15:34, 1. Nov. 2007 (CET)

  • Naja ich würde mal sagen, der Bär hat Glück, wenn die Geschwindigkeit des Geschoßes gering genug ist. Ansonsten würde der Bär halt nicht im Allerwertesten, sondern im Hals oder im Auge getroffen werden. Wer dann Pech hat, hängt wahrscheinlich davon ab, wie gut das Gift wirkt. --A0711226 10:57, 7. Nov. 2007 (CET)
  • Die Frage ist ja hier auch, ob das Geschoß den am Ast hängenden Bären je getroffen hätte... oder: auf welcher Bahn bewegt sich das Geschoß? Auf der gestrichelten Linie, wie der Schütze annimmt, oder irgendwie anders? --Birgit.schoerkhuber@univie.ac.at 15:47, 7. Nov. 2007 (CET)
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