Kreisbewegung < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 15:38 Di 30.01.2007 | | Autor: | sun89 |
| Aufgabe | Ein Fahrradfahrer versucht möglichst schnell im Kreis zu fahren. Er fährt dabei ein 28" Fahrrad, sodass der Schwerpunkt von Fahrrad und Fahrer zusammen in ca. 1,1m Höhe liegt. Das Gesamtgewicht liegt dabei bei 80kg. Der Kreis habe dabei einen Durchmesser von 10m. Er schafft es, so schnell zu fahren, dass er sich stark "in die Kurve legen" muss. Beobachter sprechen von ca. 30°.
Wie schnell ist der Radfahrer? |
Mein Lösungsansatz:
Fg = Fz
m*g = m*w²*r
g = w²*r
w²= g/r
w = wurzel(g/r)
Durchmesser d = 10m --> Radius r = 5m
w = wurzel(9,81/5) = ca. 1,4
v = r*w = 1,4 * 5 = 7
Dieser Lösungsansatz erscheint mir aber falsch, da ich ja den Winkel und die Masse garnicht mit in meiner Rechnung hatte...
Könnte mir jemand einen anderen Lösungsansatz geben?
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 16:17 Di 30.01.2007 | | Autor: | Artus |
Hast Du mal eine Skizze mit den wirkenden Kräften gezeichnet?
LG
Artus
Zusatz: Ich war auch mal "creativ"
[Dateianhang nicht öffentlich]
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:34 Di 30.01.2007 | | Autor: | SLe |
Du kannst nicht einfach zwei Kräfte gleichsetzen, die in unterschiedliche Richtungen wirken. Du mußt die Kräfte erst Zerlegen (siehe Bild). Danach [mm] F_{g,x}=F_{z,x} [/mm] setzen
[Dateianhang nicht öffentlich]
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 18:00 Di 30.01.2007 | | Autor: | sun89 |
Okay. Das ich die nicht gleichsetzen kann, seh ich wohl doch ein.
Aber wenn ich die zerlege...was bringt mir das dann?
Hab jetzt keinen Lösungsansatz mehr.
Ziel ist es ja die Geschwindigkeit rauszufinden.
Und für die Formeln, die ich habe, um v auszurechnen, brauche ich immer Winkelgeschwindigkeit w, Frequenz f oder Beschleunigung a. Und die sind mir ja nicht bekannt.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 18:19 Di 30.01.2007 | | Autor: | Artus |
Schau Dir doch mal meine Zeichnung an.
Da schließen doch die Gewichtskraft und Zentrifugalkraft den Winkel alpha ein!
Meinst Du nicht, dass Du auf diese Art eine Beziehung zwischen der Kräften herstellen kannst?
LG
Artus
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 18:31 Di 30.01.2007 | | Autor: | sun89 |
Aaalso...ich hab jetzt mal Fg und Fz ausgerechnet.
Fg = m * g
= 80kg * 9,81 N/kg
= 784,8 N
Fz mit tanges??
Fz = tan(alpha) * Fg
= ca. 453,1 N
Ist der Ansatz dann schonmal richtig??
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(Antwort) fertig | | Datum: | 20:09 Di 30.01.2007 | | Autor: | Artus |
Ich denke, dass Du jetzt die Zentrifugalkraft richtig berechnet hast.
(Kann mich aber auch täuschen, da ich die Höhe des Schwerpunktes von 1,1m über dem Boden nicht berücksichtigt habe!)
Du kannst ja mal überlegen, ob und wie sich diese Tatsache auf die Rechnung auswirken könnte.
Man möge ggf. korrigieren.
LG
Artus
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 20:27 Di 30.01.2007 | | Autor: | sun89 |
| Aufgabe | Fz = m * v²/r
453,1 N = 80 kg * v²/5
v² = 28,66375 N/kg*m
v = 5,322 m/s |
Stimmt das?
Ist N/kg = m/s² ???
Also hab jetzt nur noch meine Probleme mit der Einheit vom Endergebnis.
Hoffe der Rest stimmt dann jetzt so.
Hab die Höhe aber auch nicht beachtet...
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(Antwort) fertig | | Datum: | 20:35 Di 30.01.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
[mm] 1N=1kg*m/s^2 [/mm] wegen F=m*a
Es kommt drauf an, was die 10m Kreisdurchmesser sind, der Weg des untersten Punktes des Reifens, dann bewegt sich der Schwerpunkt auf einem anderen Kreis,den unterschied kannst du wieder mit tan ausrechnen. Der Radius, auf dem sich der Schwerpkt bewegt, geht in deine Gleichung ein.
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 21:15 Di 30.01.2007 | | Autor: | sun89 |
Also ist das, was ich ausgerechnet habe, dass der Radius am unteren Punkt am Reifen gemessen wird, oder?
Das ist ja jetzt doof. Aus der Aufgabe geht es nciht wirklich hervor, an welchem Punkt gemessen wird. Oder überlese ich etwas?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 23:38 Di 30.01.2007 | | Autor: | Artus |
Rechne die Aufgabe doch einfach mit r=5m-1,1m * tan [mm] \alpha [/mm] alternativ noch einmal.
LG
Artus
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 22:43 Mi 31.01.2007 | | Autor: | sun89 |
Danke sehr für eure Hilfe!
Hätts ohne euch nicht geschafft :)
P.s.: Ich war heute dann die einzige im Kurs, die die Hausaufgabe hatte...
Liebe Grüße,
sun
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 23:03 Mi 31.01.2007 | | Autor: | Artus |
Dass hört man aber gar nicht gern!
Wenigstens ist eine Sonne aufgegangen, sun!
LG
Artus
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