Kreisbewegung? Physik Klasse 12?
Bei einem Schülerexpermient wird ein Eimer mit Wasser schnell vertikal kreisen gelassen. Der Radius der Kreisbahn beträgt 90cm. Berechne wie schnell man den Eimer mindestens kreisen lassen muss, damit er nicht nass wird.
Kann mir jemand weiterhelfen? verstehe leider nicht wie ich das berechnen kann..
Danke im voraus
2 Antworten
Ich würde damit anfangen, das Szenario mir zu überlegen, wenn der Eimer auf der Kreisbahn ganz oben ist und also das Wasser voll nach unten zeigt. In diesem Fall wirkt also die gesamte Erdbeschleunigung auf das Wasser nach unten. Damit das Wasser jetzt nicht ausläuft, muss mindestens diese Beschleunigung durch die Kreisbewegung aufgebracht werden. Ich rede gerade von Beschleunigung, aber man kann genauso gut über die Kraft reden.
Denn Kraft F ist ja nur...
...mit der Masse m und Beschleunigung a.
So, die Formel für die Zentrifugal auf einer Kreisbahn solltet ihr gehabt haben. In dieser Formel sollte der Radius vorkommen (Den wir ja gegeben haben). Die Masse des Wasser kürzt sich sicherlich raus, da wir sie ja auch gar nicht gegeben haben.
Jetzt setzt du einfach nur beide Kräfte gleich (Zentrifugal= Gewichtskraft) und formst nach der Geschwindigkeit der Kreisbewegung um.
Nass wirst du, wenn das Wasser im oberen Punkt rausläuft. Damit es das nicht macht, muss oben die Zentrifugalkraft mindestens so groß wie die Gewichtskraft des Wassers sein.
Die Zentrifugalkraft ist eine nach außen wirkende Scheinkraft und vom Betrag her genau so groß wie die Radialkraf.
Setzte also Gewichtskraft und Radialkraft gleich und berechne die Geschwindigkeit. Die Masse kürzt sich übrigends raus.