Hallo,
ich stehe momentan vor dem Problem: die Fliehkräfte von einer Masse in einer S-Kurve zu berechnen?!
Dabei wird die Masse zuerst in einer Rechtskurve nach links gedrückt und dann in der folgenden Linkskurve nach rechts gedrückt, wobei der Schwung aus der ersten Kurve beachtet werden muss…
Für die erste Kurve ´sind die Fliehkräfte klar: Fz=m*v*v/r
Aber für die zweite Kurve bin ich mir nicht sicher.
Kann mir dabei jemand helfen?
Vielen Dank vorab, mfG
Sofern man von einer idealen S-Kurve ausgeht, dürfte sich nichts verändern. Die Geschwindigkeit ist ausschlaggebend, diese verändert sich idealerweise nicht.
-Geschwindigkeit ist eine gerichtete Größe, das heißt an jedem Punkt der Kurve ist die Geschwindigkeit als Tangente der Kurve darstellbar. Folglich ist sie beim Eintritt in die 2. Kurve nicht anders als beim Eintritt in die 1. Kurve.-
Anm. Die „Fliehkraft“ ist die Kraft die aufgrund der Trägheit der Masse entsteht. Sie wirkt in Bewegungsrichtung. Fz ist jedoch die Zentripetalkraft, die dafür sorgt, dass eine Masse nicht der „Fliehkraft“ folgt sondern einer Kreisbahn folgt, sie wirkt senkrecht zur Bewegungsrichtung, nämlich zum Zentrum des Kreises.
Auf den Punkt: Fz=m*v^2/r gilt für beide Kurven.
mfG
Vielen Dank für die schnelle Antwort.
Ich nehme aber an, dass sich das Fahrzeug in der ersten Kurve neigt und durch diese Neigung in der zweiten Kurve zwar die selbe Fliehkraft wirkt aber eine zusätzliche Beschleunigung der Masse durch die „Rückschwingung“ (durch die Neigung in die andere Richtung) auftaucht und so die Gesamtkraft, die nach Außen wirkt, vermutlich deutlich steigt.
Wissen Sie ob man diese Annahme rechnerisch beweisen kann oder wie man dies in einem Modellversuch darstellen kann?
MfG
Eine solche Aufgebe ist mir in meiner Laufbahn noch nicht begegnet, deshalb kann ich erstmal nur vermuten dass das nicht gefragt ist.
Trotzdem:
Annahme: Das Fahrzeug sammelt durch die fahrt durch die Kurve potenzielle Energie, weil es eine Kraft vom Zentrum des Kreises weg erfährt.
1.Teil: Man lässt einen Wagen einer bestimmten Masse auf Schienen die S-Kurve fahren, gerade so schnell, dass er nicht herunterfällt.
2.Teil: Man lässt einen modifizierten Wagen mit gleicher Masse die S-Kurve noch einmal mit der selben Geschwindigkeit fahre wie in (1)
Modifikation… (von oben)
_____[RAD]____________[RAD]_______
|__________________________________|
|___________[GEWICHT]______________|
|_______________H__________________|
|__________BEFESTIGUNG____________|
|_______________H__________________|
|___________[GEWICHT]______________|
|__________________________________|
______[RAD]____________[RAD]
H=Feder
Die Gewichte werden in der mitte des Wagens durch eine Feder befestigt.
Theorie:
Durch die Fahrt in der ersten Kurve wird eine Feder gespannt. Beim Richtungswechsel der Kurve wandelt diese Feder ihre potenzielle Energie in kinetische Energie um. Fällt der Wagen bei sonst gleichen Eigenschaften (Masse m, Geschwindikeit v) aus den Schienen ist deine Theorie bewiesen.
Für eine Berchnung hab ich allerdings keine Idee. 
Mfg HaewockZ a.k.a. M.Zorn
PS Sag doch Du zu mir.
Hallo
Die Fliehkräfte der zweiten Kurve sind davon abhängig wie viel in der ersten Kurve verzögert wurde.
Du solltest anhand der Verluste der ersten Kurve (Reibung, Luftwiederstand und der Fliehkraft selbst) die Reduktion der Geschwindigkeit berechnen können. Dann hast du die Geschwindigkeit zwischen den beiden Kurven und kannst die Fliekraft in der zweiten Kurve berechnen.
Das Problem wird vermutlich aber sein, die verschiedenen Werte (Reibungskoeffizient und co.) zu erhalten.
Man könnte das natürlich auch schätzen, wie genau sollte die Berechnung werden?
Hoffe habe ein wenig weitergeholfen
Gruss Felix
Die Frage kann ich nicht beantworten
Ich muss mich korrigieren: Die Fliehkraft wirkt nicht in bewegungsrichtung sondern vielmehr entgegengesetzt der Zentripetalkraf, also ebenfalls senkrecht zur bewegungsrichtung, und ihr Betrag ist genauso groß wie der Betrag der Zentripetalkraft.
Hallo!
> wobei der Schwung aus der ersten Kurve beachtet werden muss…
Es gibt keinen „Schwung“ aus der ersten Kurve. Eine Masse, die sich in einer Kurve befindet hat kein Gedächtnis daran, was voher war (also eine Gerade oder Kurve oder was auch immer).
Eine mögliche Ausnahme von dieser Aussage wäre nur dann gegeben, wenn durch das Durchfahren einer Kurve die Fliehkräft in z.B. eine Federvorspannung umgesetzt werden könnte. (Z.B. ein PKW durchfährt die Rechts-Links-Kombination und im Fahrzeuginneren wäre eine Masse auf einem Wagen montiert, der sich auf einer Schiene bewegen kann, die waagrecht und rechtwinklig zur Längsachse des PKW angeordnet wäre. Der Wagen wird durch eine Feder in der Mitte der Schiene gehalten usw.) Dann könnte wirklich von „Schwungmitnahme“ gesprochen werden, wobei das ganze dann ein dynamischer Vorgang mit unheimlich vielen Randparametern wäre, dass ich nicht davon ausgehe, dass dies gemeint ist.
Gruß
Frank