Hilfe bei Physikaufgabe?

Eine Wäscheschleuder von 56 cm Durchmesser dreht sich dreißigmal pro Sekunde. Bestimmen sie den Betrag der Zentripetalbeschleunigung an der Trommelwand sowie den Betrag der Kraft, mit der dort ein Wasserteilchen ( m= 1g ) vom Stoffgewebe festgehalten werden müsste, um nicht fortzufliegen

Answer 1

[DrNumerus]

Zentripetalbeschleunigung ist der Anteil einer Beschleunigung bei einer Kreisbewegung, welche in das Zentrum (daher das "zentri") der Kreisbahn zeigt. Diese wird berechnet mit:

$a_z=\frac{v^2}{r}$

wobei v die Geschwindigkeit und r der Abstand vom Kreismittelpunkt ist (Radius)

Der Radius ist durch die Aufgabe indirekt über den Durchmesser bestimmt. Es fehlt nur noch die Geschwindigkeit an der Trommelwand. Dazu überlegt man sich, dass die Geschwindigkeit als Strecke pro Zeit definiert ist. Hier durchläuft ein solches Wassertröpfchen ja 30 Umdrehungen (also 30 mal den Umfang der Trommel) in einer Sekunde. Also:

$v=\frac{\pi\cdot d\cdot 30}{t}$

U=pi*d der Umfang der Trommel und t die Zeit, welche dafür benötigt wird (hier eben 1s)

eingesetzt in die Bestimmungsgleichung der Zentripetalbeschleunigung:

$\Rightarrow \ \ \ a_z=\frac{900\cdot \pi^2\cdot d^2}{t^2\cdot r}$

Die Kraft ist dann definiert als:

$F=m\cdot a=m\cdot a_z=\frac{900\cdot m\cdot \pi^2\cdot d^2}{t^2\cdot r}$

Jetzt musst du die Gleichungen noch anwenden und dir über die Vorzeichen Gedanken machen.

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung – Physik Studium