Wer gewinnt? Eine Kugel auf einer schiefen ebene oder eine Kugel in einer Rinne?
Hallo,
Wir haben von unserem Lehrer eine Aufgabe über die Ferien aufbekommen aber ich komm leider nicht weiter.
Die Aufgabe: Erstelle digital ein din a4 Blatt mit selbstgemachten Abbildungen zur Frage, ob eine Kugel auf einer schiefen ebene schneller rollt oder in einer Rinne.
Es wurden keine Angaben gegeben und ich komme hauptsächlich bei der Kugel in einer Rinne nicht voran.
Über Rückmeldungen würde ich mich sehr freuen.
Mit freundlichen grüßen
Cxlinx21
4 Antworten
In der Ebene gibt es weniger Auflagefläche und damit weniger Reibung.
die Kugel hat nicht nur eine Masse, sondern auch ein Trägheitsmoment, dh der Drehimpuls der Kugel will erstmal aufgebaut werden. In der Rinne muss die Kugel mehr Umdrehungen pro Streckeneinheit machen als auf der schiefen Ebene, also dauert es in der Rinne länger bis sie "in Fahrt kommt".
Schiefe Ebene gewinnt.
Da würde ich selber Versuche machen und Bilder anfertigen, Rollzeiten stoppen etc.
Am besten lässt du zwei Kugeln gleichzeitig los, wobei die eine einfach auf einem schiefen Brett abwärts rollt. Für die "Rinne" kannst du einfach zwei Leisten mit kleinem Abstand (etwa so groß wie der Kugelradius) nebeneinander montieren (natürlich mit dem gleichen Neigungswinkel wie die schiefe Ebene). Die Kugel soll in dem Spalt zwischen den Leisten rollen. Falls du die Versuchsergebnisse auch physikalisch begründen kannst (mittels Trägheitsmoment etc.), umso besser !
Die in der Rinne ist entweder gleichschnell oder langsamer. Das hängt vom Querschnitt der Rinne ab und wie die Kugel darin "aufliegt".
Dabei ist aber wichtig, dass die Kugel auf den Außenkanten der Rinne rollt. Eine halbrunde Rinne mit etwas größerem als dem Kugelradius liefert diesen Effekt z.B. nicht.