Hallo,
in Eperimentalphysik 1 haben wir Hausaufgaben zu lösen und bei dieser Aufgabe komme ich nicht weier.
Aufgabe: Eine Kugel der Masse m = 20g hängt an einem Faden der Länge l = 50 cm und bewegt sich auf einer horizontalen Kreisbahn mit dem Radius r = 50 cm (Kegelpendel9.
Wie groß ist die Winkelgeschwindigkeit „kleines Omega“ der Kugel und welche Krft F wirkt im Faden?
Meine Frage ist, wie kann ich die Umlaufzeit T berechnen? Ich hab schon in meinem Tafelwerk nachgeschaut und diese Formeln für die aufgabe herausgefunden.:
Winkelgeschwindigkeit: „kleines Omega“ = v/r
Gleichförmige kreisbewegung: v = (2 „Pi“ * r)/T
als erstes brauchst du ja v, die Geschwindigkeit mit der sich das Gewicht bewegt:
Da gilt die Formel: v=sqrt(rg*tan alpha) sqrt = Wurzel
Du bekommst den Winkel alpha durch den Satz des Phytagoras 
Für die Kraft nimmst du einfach eines der Grundgesetze der Mechanik:
F=m*a = m*v²/r
Da fehlt was!
Hallo Martin.
Da die Abmessungen der Kugel nicht angegeben sind, oder deren Material, muß man annehmen, daß der Faden im Schwerpunkt befestigt ist. Das bedeutet, daß der Abstand vom Schwerpunkt zum Aufhängepunkt, dem Zentrum der horizontalen Kreisbahn, gleich deren Halbmesser ist, also ebenfalls 50 cm. Da braucht man nichts zu rechnen, die Zentripetalkraft wird dann unendlich groß weil es im Schwerefeld der Erde nicht gelingt die Kugel ohne Vertikalkomponente horizontal kreisen zu lassen. Die Vertikalkomponente folgt dem Tangens des Fadenwinkels und der ist für den horizontalen Faden Null. Da der Tangens aber bei einer der Formeln im Nenner steht bekommst Du für die Kraft unendlich.
Anders verhält es sich wenn die Abmessungen der Kugel bekannt wären und der Faden an der Oberfläche befestigt wäre, dann ist der Abstand Schwerpunkt - Kreisbahnzentrum größer als der Kreisbahnhalbmesser. Dann ergibt sich eine Vertikalabweichung von der Kreisbahnebene und keine Division durch Null.
Oder habe ich da was falsch verstanden?
Mit freundlichen Grüßen
Alexander Berresheim