schematische Darstellung der Fallmaschine
Die atwoodsche Fallmaschine wurde 1784 von George Atwood erfunden. Sie wurde als Nachweis für die gleichmässig beschleunigten Bewegung konzipiert. Atwoodsche Fallmaschine – Physik-Schule. Mit ihr kann man die Fallbeschleunigung beliebig verringern. Idealisierung
Die Fall maschine wird meist sehr stark idealisiert
Seil und Rolle ohne Masse
Seil beliebig biegsam
keine Lagerreibung
kein Luftwiderstand
Herleitung
Die Beschleunigung, mit welcher sich der leichter Klotz nach oben und der schwerere nach unten in Bewegung setzt, kann mit Hilfe der Energie- oder der Impulsbilanz berechnet werden
Impulsbilanz
Zuerst schneidet man die beiden Körper frei und wählt die positive Bezugsrichtung längs der zu erwartenden Bewegung.
- ATWOODsche Fallmaschine | LEIFIphysik
- Atwoodsche Fallmaschine – Physik-Schule
- Atwoodsche Fallmaschine – Wikipedia
Atwoodsche Fallmaschine | Leifiphysik
Am einfachsten tust du dich bei solchen aufgaben wenn du die Trägheitskräfte einzeichnest. Trägheitskraft = m * a. die wirkt immer gegen die Beschleunigungsrichtung als gegen die angreifende Kraft. Damit kannsd du die Gleichgewichtsbedingungen einsetzen wie beim statischen Gleichgewicht, erhälst du nun das dynamische Gleichgewicht. Hast du beim dynamischen Gleichgewicht eine resultierende Kraft, dann bedeutet dies das du die Trägheitskräfte zu gering angenommen hast und die beschleunigung größer ausfällt. Hast du ein resultierendes Moment dann bedeutet dies das du die Winkelbeschleunigung zu gering gewählt hast. in dem Beispiel geht man davon aus das die linke masse leichter ist als die rechte masse. ATWOODsche Fallmaschine | LEIFIphysik. m1
Atwoodsche Fallmaschine – Physik-Schule
Aufgabe
Energieerhaltung bei der ATWOODschen Fallmaschine
Schwierigkeitsgrad:
mittelschwere Aufgabe
Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Skizze zur Aufgabe
In Abb. 1 siehst du einen Körper 2 der Masse \(m_2\), der aus einer Höhe \(s\) losgelassen werden soll und sich dann ohne Luftwiderstand zu Boden bewegt. Der Körper ist mit einem Seil, das über eine reibungsfreie Rolle läuft, mit einem zweiten Körper 1 der Masse \(m_1\) verbunden, der sich dann ebenfalls ohne Luftwiderstand nach oben bewegt. Es sei \(m_1=12\, \rm{kg}\), \(m_2=48\, \rm{kg}\) und \(s=2{, }0\, \rm{m}\). Atwoodsche Fallmaschine – Wikipedia. Rechne mit \({g = 10\, \frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}}}\). a) Berechne mit Hilfe einer Energietabelle die Geschwindigkeit \(v\), mit der Körper 2 auf den Boden trifft. b) Schwieriger: Entwickle mit Hilfe einer Energietabelle eine Formel zur Berechnung der Geschwindigkeit \(v\), mit der Körper 2 auf den Boden trifft. Berechne die Geschwindigkeit \(v\) für die angegebenen Werte. Lösung einblenden Lösung verstecken
Abb. 2 Skizze zur Lösung a) Wir stellen die Energieverhältnisse in den Situationen 1 und 2 in einer Energietabelle dar.
Atwoodsche Fallmaschine – Wikipedia
Ich gehe in die 10. Klasse Gymnasium (Bayern) und habe als Hausaufgabe folgende Aufgabe gestellt bekommen:
An einer Atwoodschen Fallmaschine befinden sich links un rechts Hakenkörper mit je einer Gesamtmasse von M=500g, links ein kleiner Hakenkörper als Reibungsausgleich und eine Zusatzmasse von m=10g, die als beschleunigende Masse dient. Wie groß ist die beschleunigende Kraft im Ausgangszustand, d. h. bei v=0? Jede Masse bewirkt eine Kraft nach unten, genannt Gewichtskraft. Wenn man die Kräfte, die sich ausgleichen, weglässt, bleibt einzig das Gewicht der "Zusatzmasse von m=10g" als beschleunigende Kraft. Die Gewichtskraft von 10 Gramm wirst Du doch berechnen können? F = m * g
Als Zusatzaufgabe zum weiteren Nachdenken und zur Verwirrung des Lehrers: Gleicht der "Hakenkörper als Reibungsausgleich" die Gleitreibung aus oder die Haftreibung? Welche Reibungskraft wirkt "im Ausgangszustand, d. bei v=0"? Topnutzer
im Thema Physik
Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung – ca. 40 Jahre Arbeit als Leiter eines Applikationslabors
Physik: Die Attwood'sche Fallmaschine (Anwendung von Newton 2) | Physik | Mechanik - YouTube