Der reibungsfreie Looping?
Kann mir jemand bei den Aufgaben helfen?
2 Antworten
Im Punkt "C" muss die Gewichtskraft der Masse die senkrecht nach unten fallen will genauso so groß sein wie die Fliehkraft "nach außen", dann bleibt das Ding auf der Kreisbahn.
Hast du diesen Ansatz lässt sich das ganze nach v auflösen/ausrechnen.
Später dann auf "h" schliessen. Ne Hilfe ist mit der Formel in den Tipps gegeben.
Hallo maurixe99, ichmalwiederXX hat Recht, bei Punkt C muss die Fliehkraft (mv²/r) mindestens so groß wie die Gewichtskraft (mg) sein, sonst fällt der Körper runter, bevor er den Looping vollenden kann. Setz die beiden Kräfte gleich, löse nach der Geschwindigkeit auf: v = Wurzel (r mal g).
Jetzt schaltest Du um auf die Energiebilanz. Die Masse hat in C, weil sie sich bewegt, kinetische Energie (mv²/2), aber auch potenzielle Energie der Lage, denn sie befindet sich 2r über Grund (mg 2r). Da Energie ja nicht verloren geht (Energieerhaltung), muss diese Energie auch im Punkt A vorhanden sein. Im Punkt A bewegt sich der startende Körper aber noch nicht. Seine gesamte Energie muss also in Form von potenzieller Lage-Energie (mgh) in ihm stecken. Jetzt bist Du fast fertig: Setze die beiden Energien bei A und C gleich: mgh = mg 2r + mv²/2, löse nach h auf, und schon hast Du die erste Frage beantwortet.
Mit dieser Energie-Bilanz-Technik kannst Du dann auch die Frage 2. beantworten, denn in Punkt C hat sich die gesamte Energie in kinetische Energie umgewandelt. Da steckt dann auch die Geschwindigkeit drin.