Frage von PhalanxMaster, 143

Würde ich von Deutschland ein Seil bis nach New York spannen und es in Deutschland durchschneiden. Wie lang hält in New York die Spannung noch an vom Seil?

Expertenantwort
von PWolff, Community-Experte für Physik, 53

Abhängig von der Schallgeschwindigkeit im Seil, d. h. die Geschwindigkeit von Longitudinalwellen: Zeit = Länge durch Geschwindigkeit

Die Schallgeschwindigkeit ist von der Seilspannung und von der Massenbelegung (Masse pro Längeneinheit) des Seils ab.

Siehe http://www.physikerboard.de/topic,36491,-geschwindigkeit-von-transversal--und-lo...

Vorher kann man in New York am Seil nicht feststellen, ob es an der anderen Seite noch befestigt ist oder nicht.

(Genauer gesagt, braucht man die Gruppengeschwindigkeit, vgl. https://de.wikipedia.org/wiki/Longitudinalwelle)

Kommentar von PWolff ,

Nachtrag: Bei Longitudinalwellen ist die Geschwindigkeit zusätzlich abhängig vom Elastizitätsmodul und von der Querschnittsfläche des Seils

Antwort
von Ansegisel, 98

Ich hoffe, ich liege nicht total daneben, aber die Spanung des Seils lässt sofort nach, ohne Verzögerung.

Meines Erachtens ist es dabei unerheblich wie lang die Verbindung ist.

Deswegen kann man z.B. auch nicht von einer sich lösenden Hängebrücke rennen oder springen, wie das in Filmen gern gemacht wird. Das ganze System der unter Zug stehenden Seile bricht sofort zusammen, wenn eines der Enden gelöst wird.


Kommentar von PhalanxMaster ,

Hmmm, vielleicht kennst du diesen Trick, wenn man ein Seil in der Hand hatt, und damit schlägt wie eine Peitsche. Das sich dieser Impuls wellenartig im Seil fortbewegt. Deshalb gehe ich ja davon aus das es eine Verzögerung geben könnte....

Kommentar von Ansegisel ,

An so ein Bild habe ich auch schon gedacht. Es ist aber in meiner Vorstellung etwas anderes, ob man den Impuls durch das Seil schickt (das wäre dann vielleicht das Herunterfallen des Seiles) oder ob man auf das Seil noch Zug ausüben kann. Das Seil stellt ja direkte Verbindung zwischen zwei Punkten dar. Entfällt einer dieser Punkte, müsste das am anderen Ende des Seils sofort Auswirkung haben.

Naja, ich hoffe einfach mal, dass noch jemand vorbeikommt, der das besser und etwas fundierter erklären kann ;)

Kommentar von Ansegisel ,

Nochmal ein Versuch ;)

Durch die feste Verbindung an zwei Enden, wird das Seil in einer bestimmten Höhe gehalten und hat dadurch eine bestimmte potentielle Energie. Entfällt einer dieser Punkte, wird diese potentielle Energie durch die überall gleichmäßig auf das Seil wirkende Gravitationskraft überall gleichmäßig freigesetzt.

Aber ohne Garantie, dass das jetzt wirklich der richtige Ansatz ist.

Kommentar von Franz1957 ,

Vergiß nicht, daß das Seil viel Masse und damit Trägheit hat. Bevor die Spannung in New York nachlassen kann, wird sie erst einmal in Berlin dafür sorgen, daß das freigewordene Ende in Richtung Westen beschleunigt wird. Damit geht eine Art Erdbebenwelle durch das Seil. Wie PWolff erklärt hat, pflanzt sie sich mit der in dem Seil herrschenden transversalen Schallgeschwindigkeit (ca. 6 km/s) fort. Es wird also einige Minuten dauern, bis der Entlastungsstoß in New York ankommt.

Kommentar von Franz1957 ,

Entschuldigung, ich habe die Begriffe vertauscht. Ich meinte die
longitudinale Schallgeschwindigkeit.

Antwort
von thetee99, 65

Die Formel T = (m × g) + (m × a) beschreibt wohl eher die Spannkraft, also in Relation zum Gewicht das z. B. gezogen werden soll....

Hilft dir das weiter? Sonst guck doch mal hier: http://de.wikihow.com/Spannungen-%28Spannkr%C3%A4fte%29-in-der-Physik-berechnen

Antwort
von atzef, 72

Hehe, dafür gibt es doch sicher eine Formel...:-)

Was ist dabei mit der Erdkrümmung?

Kommentar von PhalanxMaster ,

Naja, gehen wir theoretisch davon aus, das die ganze Zeit über das Seil auf einer Höhe von 10 Metern hängt....

Kommentar von atzef ,

Faktisch täte es das ja nicht...

Aber in dem Fall würde ich auch von einem sofortigen Spannungsabfall ausgehen.

Antwort
von dompfeifer, 10

Die Seilspannung breitet sich mit der Schallgeschwindigkeit im Seil aus.

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