Physikaufgabe

[JiMMy3]

Also, die dürfte eigentlich nicht so schwer sein, aber irgendwie komm ich nicht auf das Ergebnis. (sollte glaub ich 9cm sein)

Also: Beim Entspannen einer Feder (Federkonstante k=500N/M) beschleunigt diese einen vor ihr liegenden Körper mit Masse m1=50g. Zur gleichen Zeit beginnt sich ein 2.Körper mit doppelter masse aus halber Höhe einer Schleifenbahn (r=0,5m) mit v0=0 beginnend auf den ersten Körper zuzubewegen.
Die beiden Körper gleiten reibungsfrei und stoßen auf horizentaler Ebene vollkommen elastisch miteinander zusammen.
Skizze kann ist hier schwer vorstellbar, aber Problem sollte klar sein oder?^^
So Frage: Um welchen Betrag delta x muss die Feder mindestens gespannt sein, damit der 2.Körper nach dem Stoß die ganze Schleifenbahn durchlaufen kann?

danke schonmal...

 

[ChoseYourWeapon]

bitte paint starten, aufzeichnen, bei imageshack hochladen und link posten

 

[JiMMy3]

Ich hoffe man erkennt es ein wenig

Also links der Körper2 in der Schleifenbahn(mitte), rechts Körper1 an der Feder

 

[Supervisor3]

energieerhaltungssatz, hooksches gesetz und zentripetalkraft würd ich sagen

Masse 2:
gh = 0.5 v²
v2 = sqrt(2gh) = 3,13 m/s (vor dem stoß)

v2' = ((m2-m1)*v1 + 2m2*v2)/(m1+m2) (nach dem stoß)

Zentripetalbeschleunigung bei vollständigem durchlauf der schleifenbahn:
a_z = v2'²/r > g
|v2'| > 2,21 m/s

(v2'*(m1+m2)-2m2*v2)/(m2-m1) = v1
v1= -5,89 m/s (beim stoß)


Masse 1:
F= -k*delta x

-kdeltax=m1*a
a=-kdeltax/m1

wo (bzw. wann) treffen die sich jetzt? ab hier kann jemand anderes weiterrechnen. alle angaben ohne gewähr

 

[ChoseYourWeapon]

ich weiß nicht ob die zahlen richtig sind, aber ich stimme supervisor zu das ist der lösungsweg, hast du verstanden, wie mans macht ?

 

[JiMMy3]

hmm mit der zentripetalbeschleunigung kann ich nichts anfangen. das hatten wir nicht
Was bedeutet a_z = v2'²/r > g?

 

[Supervisor3]

die masse bewegt sich auf einer kreisbahn, dh es findet zu jedem differentiellen Zeitpunkt eine Richtungsänderung der beschleunigung statt. Zentripetal- und Zentrifugalkraft müssen zur Erfüllung der Gleichgewichtsbedingungen eingeführt werden (D'Alembertsche Prinzip). Daraus erhält man letztendlich die Zentripetalbeschleunigung a_z.

Kurz gesagt muss der Klotz eine bestimmte Beschleunigung beim Durchlaufen der Kreisbahn haben, die größer der Gravitation g ist.
Sonst würde er runterfallen.