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Physik - Mechanik - Impulserhaltungssatz

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Tags: Drehimpuls, Impulserhaltungssatz, Mechanik, Physik, Sonstig

 
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Teddypian

Teddypian aktiv_icon

18:20 Uhr, 30.06.2017

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Kann mir bitte jemand helfen die Aufgabe 1b zu lösen denn ich habe schon etliche Ansätze probiert, komme trotzdem nicht auf die richtige Lösung.

Die Teilaufgabe a ist kein Problem, aber bei b) soll ich nun die Geschw. errechnen die die Kugel vor dem Aufprall hatte. Mir ist klar das ich nur über der Impulserhaltung arbeiten kann da es ein unelastischer Stoß ist der bei der Verformung Energie verloren hat (d.h. Energieerhaltungssatz geht hier nicht). Nun ist in der Aufgabe leider nicht explizit gesagt das es sich um eine Punktmasse handelt, ich gehe aber stark davon aus. Das heißt ich muss folgende Gleichung aufstellen:

Impuls_kugel-anfang + Impuls_scheibe-anfang = Drehimpuls_kugel-nacher + Drehimpuls_kugel-nacher

Trotzdem komme ich nicht auf die 80ms.
Ich habe auch gemerkt das meine Rechnungen von den Einheiten her nicht stimmen können.
Ich hoffe jemand kann mir dabei helfen..

Anhang:
1. Aufgabenstellung mit Lösung
2. Rechnung 1
3. Rechnung 2

Bildschirmfoto 2017-06-30 um 18.09.18
FullSizeRender-2
FullSizeRender-1

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
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PhantomV

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23:38 Uhr, 30.06.2017

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Hi,

wie die schon gemerkt hast gibt es bei dir ein Problem mit den Einheiten.
Du kannst also nicht einfach Impuls und Drehimpuls gleichsetzen. Die Kugel hat kurz
vor dem Einschlag den Impuls p=mv. Dieser wird an den Fänger bzw. Scheibe übergeben.
Der Drehimpuls der Kugel ist dabei bzgl. Scheibenmitte L=Rp=Rmv. Anschließend bleibt die
Kugel im Fänger und dreht sich mit. Die Masse m der Kugel muss nun zum Trägheitsmoment I
der Scheibe dazugenommen werden. Berücksichtige L=Iʹω, mit neuen Trägheitsmoment Iʹ,
und überlege wie du dann auf die Geschwindigkeit v kommst.

Grüße,
PhantomV
Teddypian

Teddypian aktiv_icon

10:10 Uhr, 01.07.2017

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Hey PhantomV,

jetzt verstehe ich was ich falsch gemacht habe. Ich habe jetzt die Aufgabe so gelöst wie du mir beschrieben hast jedoch komme ich nicht auf 80ms sondern auf 79,2ms und da in der Aufgabenstellung 3 gültige Ziffern immer gegeben sind müssen die 79ms falsch sein.

Noch was, und zwar welche Formel muss ich nun für das Trägheitsmoment der Scheibe hernehmen denn wenn die Kugel am Rand der Scheibe stecken bleibt, handelt es sich nicht mehr um einen Vollzylinder (siehe Formel). Ich habe dann versucht das Trägheitsmoment als Summe von (Trägheitsmoment eines Vollzylinders + Trägheitsmoment einer Kugel) aber der Radius der Kugel ist nicht gegeben. In der unteren Rechnung habe ich das Trägheitsmoment eines Vollzylinders hergenommen.



Anhang
1. Rechnung
2. Formeln

VG
Antwort
Enano

Enano

11:20 Uhr, 01.07.2017

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Den Anhang kann ich leider nicht sehen.

Was du schreibst, ist richtig und weil du die Abmessungen der Kugel nicht gegeben hast, würde ich sie als Massepunkt betrachten mit dem Trägheitsmoment

JK=mR2

zusätzlich zum Trägheitsmoment der zylindrischen Drehscheibe mit

JS=12MR2




Frage beantwortet
Teddypian

Teddypian aktiv_icon

14:45 Uhr, 01.07.2017

Antworten
Alles klar, danke!