Teilweise wurde auf 16mm-Film aufgezeichnet:
"Following their stop at Buster, Young did a "Grand Prix" demonstration drive of the lunar rover, which Duke filmed with a 16 mm movie camera."
Vgl. https://en.m.wikipedia.org/wiki/Apollo_16
Zusätzlich zu den bereits gegebenen Antworten (das Seil übt eine Kraft auf den Mast aus, die senkrecht zum Seil gerichtet ist): es scheint, als werde beim Mast das Seil auch leicht umgeleitet. Vielleicht ist gleich etwas weiter oben die Bergstation, und nach dem Mast verläuft das Seil steiler. Dadurch wirkt eine noch grössere Kraft Richtung Mittelpunkt des Krümmungskreises. Stünde der Mast senkrecht, würde die Gewichtskraft zwar kein Drehmoment ausüben, wohl aber das Seil, das dann auch seitlich auf den Mast eine Kraftkomponente ausüben würde.
PS: Sehe, dass Morfi655 bereits dasselbe geschrieben hat.
Ja. Mit einer Kurve im Phasenraum, hier einer Elipse, ist auch die Energie (bei einer zeitunabhängigen Hamilton-Funktion) festgelegt und an jedem Ort des Phasenraums die zeitliche Entwicklung, also auch die Geschwindigkeit, wie sich das System entlang der Kurve bewegt.
Wenn Du so rechnest, müsstest Du schreiben
In der Wurzel steht die Beschleunigung des Körpers und die zurückgelegte Wegstrecke. Von g die Beschleunigung aR zu subtrahieren ist nicht sinnvoll; g ist die Beschleunigung in vertikaler Richtung beim freien Fall, aR ist die "Verzögerung" aufgrund der Reibung bei einer Bewegung entlang der schiefen Ebene.
Beim im Text angegebenen inversen Element geht es um das Inverse bezüglich der Multiplikation. Das inverse Element von (x,y) bezüglich der Addition ist einfach -(x,y)=(-x,-y).
Siehe dazu diesen Thread:
https://www.gutefrage.net/frage/ansatz-vorhanden-loesung-gesucht-technische-mechanik-ebener-spannungszustand
Mit den Gleichungen dort erhalte ich bei a) sigmaA=133.33N/mm^2, sigmaC=33.33N/mm^2, tauB=-40N/mm^2. Für b) siehe den verlinkten Thread.
Siehe Thread hier:
https://www.gutefrage.net/frage/statik-aufgabe-hilfe-11
Bitte nicht die gleiche Aufgabe innert kurzer Zeit mehrfach posten, das führt nur zu Verwirrung.
Teil a) sollte klar sein, die Werte kann man direkt aus der Abbildung ablesen.
Zu b): Berechne zuerst den Mittelpunkt sigmaM des Mohrschen Spannungskreises und den Radius R. Dann gilt einfach sigma1=sigmaM+R, sigma2=sigmaM-R. Die zugehörigen Schubspannungen müssen gleich 0 sein.
Zu c): Die Winkel gehen ebenfalls aus dem Mohrschen Spannungskreis hervor. Allenfalls das in den Unterlagen nachschauen. So, wie hier der Winkel phi gemessen wird, müsste gelten
Diese Aufgabe geht 100% analog zu dieser Aufgabe hier:
https://www.gutefrage.net/frage/ansatz-vorhanden-loesung-gesucht-technische-mechanik-ebener-spannungszustand
Der einzige Unterschied besteht darin, dass andere Grössen vorgegeben werden und andere gesucht sind.
Andere Möglicheit: wenn (x1, x2, x3) die Koordinaten des fraglichen Punktes sind und h die Höhe sowie a die untere Kantenlänge der Pyramide, dann liegt der Punkt genau dann innerhalb oder auf dem Rand der Pyramide, wenn die Ungleichungen
alle erfüllt sind. Bitte nachprüfen, ist nur ein Vorschlag.
Ja, mit diesem Ansatz kann man den Teil a) rechnen. Was man -Irrtum vorbehalten- schon ohne zu rechnen sagen kann, ist, dass aufgrund der zueinander senkrecht stehenden Ebenen tau_A=-tau_B gelten muss. Aus dem Kräftegleichgewicht folgen dann die beiden übrigen Unbekannten.
Schreib doch einmal die Gleichungen und die Resultate, die Du erhältst, auf. Ich kann es mir morgen einmal ansehen, allerdings kenne ich mich in Technischer Mechanik nicht gross aus.
--- Ergänzung ---
Die Gleichungen können nicht ganz richtig sein (zumindest z.T. sin und cos nicht korrekt). Ich erhalte die Gleichungen
Das kann man nach den 3 Unbekannten sigmaA, sigmaC und tauB auflösen. Bei der 3. Gleichung beziehen sich die Drehmomente auf den Punkt "links oben" in der Abbildung. alpha ist der Winkel "links oben" zwischen den Ebenen A und C.
Zu b): Die Hauptschubspannung entspricht dem Radius des Mohrschen Spannungskreises. Diesen Begriff hatte ich noch nie gehört, ich musste dazu auch kurz in einem Buch nachlesen. Es gilt also
Die zur Hauptschubspannung zugehörige Normalspannung entspricht dem Mittelpunkt des Mohrschen Spannungskreises, d.h.
Zur Überprüfung: für die Hauptschubspannung erhalte ich 90.94N/mm^2, für die zugehörige Normalspannung 101.67N/mm^2.
--- Ergänzung 2 ---
Wurde das Bild zur Aufgabe ausgewechselt? Ich bemerke jetzt, dass die Gleichungen und die Ergebnisse zu dieser Aufgabe
https://www.gutefrage.net/frage/mohrscher-spannungskreis-3
gehören.
Das ist wieder eine Aufgabe aus der 1. Runde der diesjährigen Physikolympiade. Bitte versuche, die Aufgaben selber zu lösen. Bei den weiteren Runden müsstest Du auch ohne Hilfe auskommen.
https://www.scienceolympiaden.de/ipho/internationale-physik-olympiade-wettbewerb/information-aktuelle-runde-1
Ja, verschiedene Vorgehensweisen überlegen und jeweils ausrechnen, welche Spannung am Ende resultiert;-). Man kann jedenfalls eine höhere Spannung erreichen, als wenn man einfach beide Kondensatoren auf die Spannung der Batterie auflädt und dann die Kondensatoren und die Batterie in Serie schaltet.
Im übrigen handelt es sich jedoch um eine Aufgabe aus der diesjährigen Physik-Olympiade, deren Sinn es wohl eher ist, dass man selber auf eine Lösung kommt.
Wie schon Krabat693 schrieb, ist die Temperatur ein Mass für die Geschwindigkeit der ungeordneten Bewegung der Teilchen. Hohe Geschwindigkeiten entsprechen hohen Temperaturen. Da die Teilchendichte so gering ist, findet dennoch praktisch keine Wärmeübertragung auf einen Körper durch Impulsaustausch statt. Die Temperatur der Teilchen weicht auch stark ab von der Strahlungstemperatur an diesem Ort.
Vielleicht ist in diesem Zusammenhang der folgende Artikel noch interessant:
https://www.spektrum.de/pdf/006-009-suw-3-2020-pdf/1702922?file
Diese Aufgabe hast Du nun bereits zum dritten Mal gepostet. Die 4. Gleichung ergibt m.E. keinen Sinn. Hast Du einmal meine Antwort in diesem Thread
https://www.gutefrage.net/frage/statik-aufgabe-hilfe-8
angeschaut?
Beide, die Wärmepumpe als auch die Wärmekraftmaschine (Dampfmaschine), arbeiten mit zwei Wärmereservoirs von verschiedenen Temperaturen.
Die Wärme, die die Wärmepumpe erzeugt, wird bei einer bestimmten Temperatur T abgegeben. Damit mit dieser Wärme -theoretisch- mithilfe einer Wärmekraftmaschine eine höhere mechanische/elektrische Energie herausgeholt wird, als in die Wärmepumpe hineingesteckt wird, muss das kältere Reservoir der Wärmekraftmaschine eine tiefere Temperatur haben als das kältere Reservoir der Wärmepumpe.
Netto würde die gekoppelte Maschine aus Wärmepumpe und Dampfmaschine in jedem Zyklus also Wärme bei einer höheren Temperatur T1 auf- und einen Teil davon bei einer tieferen Temperatur T2 wieder abgeben. Sie wäre also nichts anderes als eine Wärmekraftmaschine alleine, für die der theoretische maximale Wirkungsgrad gleich (T1-T2)/T1 ist.
So auf die Schnelle fällt noch auf: wenn der Balken masselos ist, wie hier offenbar angenommen wird, so müssen die beiden Stabkräfte unterschiedliche Vorzeichen haben.
--- Ergänzung ---
Es gibt hier ja zwei Effekte: Zum einen dehnt sich der Stab 1 infolge einer Temperaturerhöhung aus. Zum anderen führen Stabkräfte zu Längenänderungen.
Für die Temperaturerhöhung verwende ich folgende Abkürzungen:
Wenn der Stab völlig starr ist, muss gelten:
Weiter gilt für die Drehmomente und die Stabkräfte
Diese Gleichungen kann man nach den beiden Stabkräften S1 und S2 auflösen.
Erschien dieser Text tatsächlich als Teil eines Buches, das im Wiley-Verlag erschienen ist? Das erstaunt mich offen gesagt. Wobei ich natürlich nichts über die Qualität des Buches sagen möchte, ich kenne dieses ja nicht, und es geht hier nur um einen Abschnitt.
Was über das "Schwarzkörperproblem" geschrieben steht, ergibt, nichts für ungut, keinen Sinn, es ist teilweise auch schlicht nicht richtig. Wahrscheinlich ist Folgendes gemeint:
Experimentell stellt man fest, dass das Spektrum der elektromagnetischen Strahlung, die ein Körper aufgrund seiner Temperatur abgibt, bei sehr kurzen und sehr langen Wellenlängen gegen null geht (also die Kurve, welche darstellt, wie sich die abgestrahlte Leistung pro Fläche und pro Wellenlängeneinheit auf die einzelnen Wellenlängen verteilt). Leitet man anderseits theoretisch im Rahmen der klassischen Physik dieses Spektrum her, erhält man eine Kurve, welche bei kurzen Wellenlängen gegen unendlich geht (Rayleigh-Jeans-Gesetz). Das widersprach nicht nur dem Experiment, sondern war auch deshalb ein Problem, weil damit die gesamte abgestrahlte Leistung, also die Fläche unter der Spektralkurve, gegen unendlich ging ("Ultraviolett-Katastrophe").
Max Planck gelang es dann, die Herleitung des Rayleigh-Jeans-Gesetzes so zu modifizieren, dass daraus eine Spektralkurve resultierte, die mit dem Experiment übereinstimmte (Plancksches Strahlungsgesetz). Er ging dabei von der zuerst einmal willkürlichen Annahme aus, dass die Schwingungsenergien der Moleküle an der Oberfläche des Körpers nur Werte annehmen können, die einem Vielfachen von h*f entsprechen.
Ich würde in diesem Zusammenhang eine Abbildung einfügen, welche das Spektrum der Wärmestrahlung eines "Schwarzen Körpers" zeigen - einerseits das klassisch vorhergesagte, anderseits dasjenige gemäss dem Planckschen Strahlungsgesetz, das mit dem Experiment übereinstimmt.
Speziell zur Lichtgeschwindigkeit: Diese ist ja heute definiert als c=299'792'458m/s, wodurch implizit die Einheit Meter definiert wird (die Sekunde wird bereits über einen Übergang zweier bestimmter Energieniveaus eines Cs-Nuklids definiert). Bei der Definition wurde darauf geachtet, dass das über die Lichtgeschwindigkeit definierte Metermass möglichst genau mit der bisherigen Definition übereinstimmte, welche sich noch am Urmeter orientierte, einem Platin-Iridium-Stab.
Grundsätzlich hätte aber nichts dagegen gesprochen, die Lichtgeschwindigkeit als c=300'000'000m/s zu definieren. Nur wäre der neu definierte Meter um den Faktor 299'792'458/300'000'000 kleiner gewesen als das bisherige Metermass, was grosse praktische Probleme und Verwirrung verursacht hätte.
Die Hangabtriebskraft ist lediglich die zur schiefen Ebene parallele Komponente der Gewichtskraft. Gehen wir vereinfacht davon aus, dass die Gewichtskraft der Gravitationskraft zwischen Körper und Erde entspricht, so ist die Gegenkraft im Sinne des 3. Newtonschen Gesetzes die Gravitationskraft, welche der Körper auf die Erde ausübt. Sie greift also im Erdmittelpunkt an.
Reibungskräfte haben erst einmal gar nichts damit zu tun.
Die Gravitationskraft bewirkt, dass der Körper nach unten beschleunigt wird. Liegt der Körper aber auf einer schiefen Ebene, kommt es zu einer Wechselwirkung zwischen den Oberflächen des Körpers und der schiefen Ebene. Diese Wechselwirkung ist elektromagnetischer Natur (Wechselwirkungen zwischen den Molekülen an der Oberfläche). Normal (senkrecht) zur schiefen Ebene wirken Normalkräfte: Es wirkt eine Normalkraft von der schiefen Ebene auf den Körper, und eine entgegengesetzt gleich grosse Normalkraft vom Körper auf die schiefe Ebene.
Auch tangential zur Ebene können Kräfte zwischen den Oberflächen wirken, eben Reibungskräfte. Ist der Körper relativ zur Oberfläche in Ruhe, spricht man von Haftreibung, bewegt er sich, spricht man von Gleitreibung. Die Gleitreibungskraft ist immer entgegen der Bewegungsrichtung gerichtet. Auch hier wieder gilt: Übt die schiefe Ebene eine Gleitreibungskraft auf den Körper aus, wirkt eine entgegengesetzt gleich grosse Gleitreibungskraft vom Körper auf die schiefe Ebene.
Im Fall, wo der Körper auf der schiefen Ebene ruht, müssen Haftreibungs- und Hangabtriebskraft auf den Körper entgegengesetzt gleich sein. Sonst würde auf den Körper eine resultierende Kraftkomponente parallel zur Ebene wirken, und der Körper würde beschleunigt. Haftreibungskraft und Hangabtriebskraft sind aber nicht Gegenkräfte im Sinne des 3. Newtonschen Gesetzes (vgl. oben)!