Wie kann ich berechnen, bei welcher Frequenz der Faden reißt, Also wie gehe ich vor?

Ich weiß, dass sich der Körper auf einer Kreisbahn bewegt, an einem Faden, der die Reißfestigkeit von 6N hat. Der Körper wiegt 150g.

Er bewegt sich auf einer Horizontalen.

Answer 1

[mihisu]

Das kommt auf den Radius der Kreisbahn an.

Berechne die Zentripetalkraft in Abhänigigkeit der Frequenz. Setze diese dann gleich 6 N und löse nach der Frequenz auf.

$F_{\text{Z}}=m\cdot\omega^2\cdot r=m\cdot\left(2\pi\cdot f\right)^2\cdot r$

$\rightarrow\ \ f=\frac{1}{2\pi}\cdot\sqrt{\frac{F_{\text{Z}}}{m\cdot r}}$

Für F[Z] = 6 N und m = 150 g ...

$f=\frac{1}{2\pi}\cdot\sqrt{\frac{6\ \text{N}}{150\ \text{g}\cdot r}}$

... wobei allerdings noch der Radius r der Kreisbahn fehlt, um den Frequenzwert f berechnen zu können.

Comments

[Lulu0304]

Das ist das Problem...geht es ohne irgendwie

[mihisu]

@Lulu0304

Nein, ohne geht es nicht. Man braucht den Radius der Kreisbahn (oder irgendeine dazu äquivalente Angabe, mit der man auf den Radius schließen kann).

Answer 2

[TomRichter]

Aus Masse und Kraft kannst Du zwar die Beschleunigung errechnen, aber nicht die Frequenz, denn die Beschleunigung hängt von der Frequenz und vom Radius ab.

https://de.wikipedia.org/wiki/Zentripetalkraft

> Er bewegt sich auf einer Horizontalen.

Das heißt vielleicht, dass Du die Gewichtskraft ignorieren darfst, die sonst dafür sorgt, dass der Faden nicht horizontal verläuft.

Aber vielleicht heißt es auch nur, dass die Bahn des Körpers horizontal verläuft.Dann ergibt sich die Fadenkraft durch vektorielle Addition von Zentrifugalkraft und Gewichtskraft und die Aufgabe wird ungleich schwieriger zu rechnen.

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung

Answer 3

[willi55]

Wenn die Zentrifugalkraft gerade so groß ist, wie die Reißfestigkeit, dann hat man die Bedingung für deine Frage. Man muss jetzt noch die Frequenz berechnen, die bei dieser Rotationsgeschwindigkeit vorliegt.