Wie berechne ich die Frequenz, ab der ein Faden zu reißen droht?
Hallo liebe Community!
Ich sitze an einer Physik-Aufgabe und weiß nicht weiter. Kann mir jemand helfen ?
Eine Kugel mit einer Masse von 150g ist an einem Faden befestigt und wird auf einem horizontalen Kreis herumgeschleudert. Der Faden hat eine Reißfestigkeit von 6,0N. Bestimmen Sie die Frequenz, ab der der Faden zu reißen droht. Die Fadenlänge beträgt 1m.
Ich bin gespannt auf eure Antworten. LG
4 Antworten
Die Zentrifugalkraft berechnet sich zu:
Fz = m * r * ω^2 mit ω = 2π * f
Im Grenzfall darf Fz also maximal 6 N betragen.
Das setzt man ein und löst nach ω bzw. f auf. Was aber als Angabe noch fehlt, ist die Fadenlänge r.
Ist die Kraft auf den Faden nicht FZ + Fg (beides Vektoren),
ein Kreis waagerechtem Faden lässt sich nicht realisieren.
https://www.leifiphysik.de/mechanik/kreisbewegung/aufgabe/kegelpendel
> wird auf einem horizontalen Kreis herumgeschleudert.
Mach' das Experiment, und beobachte genau. Es reicht ein beliebiger Gegenstand statt der Kugel, und mit kürzerem Faden geht es einfacher.
Du wirst feststellen, dass bei dem Experiment der Faden nicht horizontal verläuft, weil an der Kugel nicht nur die Zentrifugalkraft nach außen zieht, sondern auch die Gewichtskraft nach unten.
Kräfteparallelogramm zeichnen, Gleichungen aufstellen.
Die Zentrifugalkraft ist abhängig von der Rotationsgeschwindigkeit. Also musst du berechnen, ab wann diese Kraft größer ist als die Reißfestigkeit des Fadens.