Physik: Zentripetalkraft (Kreisbewegung)

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Liebe/r trashgang100,

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2 Antworten

Hallo trashgang100,

ich denke das hier eine Angabe fehlt um die Aufgabe zu lösen, und zwar der Radius (Einheit [m]) mit welchem der Stein im Kreis bewegt wird. Ich gehe aber mal davon aus, dass du diesen Wert "hast".

(1) Kräfte:

Die Kraft welche der Steinwerfer aufbringen muss setzt sich aus zwei Komponenten zusammen (Einheiten in rechteckigen Klammern [..]):

(a) Zentrifugalkraft, diese wirkt horziontal:

  • Der Zentrifugalkraft "Fz": Fz [N] = m [kg] x (v [m/s])² / r [m] oder über die Umfangsgeschwindigkeit v [m/s] = 2 x Pi x r [m], ausgedrückt:

  • Fz [N] = m [kg] x (2 x Pi x f [1/s]) ² x r [m]

  • In Deiner Aufgabe ist die Drehfrequenz "f" = 25 Umdrehungen / 10 [s] = 2,5 [1/s] (auch als "Hertz" bezeichnet)
  • Also alle Werte einsetzen und du hast die horizontale Komponente der Kraft.

(b) Gewichtkraft aufgrund der Schwerebeschleunigung der Erde, diese wirkt vertikal

  • Fg [N] = m [kg] x g [m/s²], mit der Schwerbeschleunigung "g" = 9,81 [m/s²]
  • Alle Werte einsetzen und du hast die vertikale Komponente der Kraft.

(c) Kräfteaddition (Fges =Seilkraft oder auch Haltekraft für den Steinwerfer)

  • Beide Kräfte "Fg" und "Fz" stehen senkrecht zueineinander (horizontal und vertikal), es ist deshalb die sog. geometrische Addition anzuwenden:
  • Fges² = Fz² + Fg², bzw. aufgelöst nach Fges = wurzel ( Fz² + Fg²)

(2) Verhältnis Seilkraft zu Gewichtskraft:

  • Dies kannst du einfach aus "Fges/Fg" ermitteln.

Hoffe das war ein bischen nützlich?

Gutes Gelingen!

LG.

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Die Seillänge ( Radius ) wurde unterschlagen !

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