Eine gespannte Feder und eine Kugeln fallen unterschiedlich schnell, Mechanik Experiment
HTML-код
- Опубликовано: 29 сен 2024
- Das untere Ende einer gespannten Spiralfeder fällt anders als das obere. Das wird mit dem freien Fall einer Kugel verglichen. Ein ähnlicher Effekt kann beim Fall eines Balkens um einen Drehpunkt beobachtet werden: die Bewegung ist unterschiedlich und anders als beim freien Fall. Spiralfeder: "Slinky Line"
Physik Übung zur Vorlesung: Einführung in die Mechanik
**************
vollständiger Kurs unter:
www.physik-online.com
**************
Grundlagen der klassischen Mechanik sowie Schwingungen und Wellen
Prof. Dr. Matthias Kohl
RheinAhrCampus Remagen, Hochschule Koblenz, University of Applied Sciences
Hochschule Koblenz, Mathematik und Technik
Ich seh schon die Studenten, die mir widersprechen, wenn ich demnächst wieder mal behaupte, alles falle gleich schnell. 😜
👍
Fällt der gleiche Körper auf dem Mond langsamer als auf der Erde?
👍 Tolles Videos 👍.
Erklärung (ohne Mathematik) für das zweite Experiment mit dem Balken :
Der Balken ist nicht dem freien Fall ausgesetzt, sonder wird am Drehpunkt (linkes Ende) mit Gegenkraft abgestützt sodass durch die Erdbeschleunigung "ein Teil" der Gewichtskraft für die rotationsbeschleunigung sorgt und somit das rechte Ende des Balkens zusätzlich zur "normalen" Beschleunigung auch noch durch die beschriebene Rotationsbeschleunigung nach unten beschleunigt wird.
Dieses sehr schöne Experiment ist leider etwas missinterpretiert und nicht gut erklärt. Dass sich das untere Ende der Feder zunächst überhaupt nicht bewegt, ist ein Sonderfall und hängt mit der Größe der Rückstellkraft der Feder zusammen. Wenn die Feder etwas härter wäre (größere Federkonstante), dann würde sich der untere Teil der Feder nach oben bewegen, während sich die Feder zusammenzieht; wäre sie weicher, dann würde sich der untere Teil auch nach unten bewegen, allerdings langsamer als der obere Teil. Der Grund ist, dass man es hier mit zwei unterschiedlichen Kräften zu tun, nämlich zum einen der Gravitationskraft und zum anderen mit der Federkraft, die aber hier völlig unabhängig voneinander wirken. Durch die Federkraft bewegen sich die beiden Enden der Feder zunächst völlig symmetrisch auf den Schwerpunkt der Feder zu. Gleichzeitig aber wird der Schwerpunkt der Feder genauso stark beschleunigt wie die Kugel. Schade, aber mit der Erklärung im Video führt man die Zuschauer leider auf eine falsche Fährte.
Ich glaube die Federrate spielt hier tatsächlich keine Rolle. Federkraft und Gravitationskraft sind immer im Gleichgewicht beim Start. Das hält das Gewicht am unteren Ende der Feder in Position. Durch lösen der Hand fängt fängt die Federkraft an konstant zu sinken, Gravitationskraft bleibt gleich. Das untere Gewicht müsste sich also langsam in Bewegung setzen. Ich bin mir aber ehrlich gesagt nicht ganz sicher 😃
@@Thornuz Nein, die Federkraft und die Gravitationskraft sind am Anfang im Allg. nicht im Gleichgewicht, weil die Gravitationskraft von der Masse der Feder abhängt, die Federkraft aber nur von der Federkonstante (also der "Härte" der Feder). Wenn die Feder losgelassen wird, ist sie kräftefrei, d. h. die Enden der Feder ziehen sich in Richtung des Schwerpunktes zusammen. Nur bei einer ganz bestimmten Federkonstanten hat man den Effekt wie im Video, nämlich dass das untere Ende stillsteht, weil die Beschleunigung durch die Gravitation (m*g, nach unten) vom Betrag her identisch ist zur Beschleunigung durch die Federkraft (Federkonst. mal Auslenkung, nach oben).
Sehr schön.
Sehr schöne Zeitlupe 👍 Das Prinzip ist klar aber ich finde es trotzdem interessant, dass sich die Unterseite der Feder gar nicht bewegt. Ich würde erwarten, dass mit Entspannung der Feder auch die Unterseite langsam zu fallen anfängt. Das gibt vermutlich die Präzision des Experiments nicht her bzw ich liege falsch 😃