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Schulphysik und verwandte Themen Das ideale Forum für Einsteiger. Alles, was man in der Schule mal gelernt, aber nie verstanden hat oder was man nachfragen möchte, ist hier erwünscht. Antworten von "Physik-Cracks" sind natürlich hochwillkommen!

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  #1  
Alt 21.06.16, 10:29
KKaiser KKaiser ist offline
Newbie
 
Registriert seit: 19.06.2016
Ort: Worms
Beiträge: 11
Standard Gravitation mal wieder...

Hallo,

ich bin ganz neu hier und dies ist mein erster Beitrag. Wer weiss, vielleicht werden es ja noch mehr...

Nun zu meiner Frage (Vorbemerkung - sämtliche Größenangaben sind rein fiktiv und dienen nur zur "Visualisierung"!!!):

In einem Experiment werden 2 gleich schwere Kugeln pendelmässig im Abstand von 10 cm frei aufgehängt. Nach einer Zeit x wird nachgemessen. Die Messung ergibt, dass die Kugeln jetzt einen Abstand von 8 cm haben. Jede Kugel hat sich also 1 cm auf die andere zubewegt. Das Ganze wirft natürlich keine Fragen auf, sogar ich kann alles mühelos berechnen.

Jetzt modifizieren wir den Versuchsaufbau leicht: eine der beiden Kugeln wird - natürlich gravitationsneutral - irgendwo "angebunden", sie kann sich also nicht mehr auf die andere zubewegen. Jetzt erhebt sich die Frage: was werden wir nach der Zeit x vorfinden???

Tretet mich oder schlagt mich - ich bin da, egal wie ich es anpacke, noch auf keine Lösung gekommen. Ihr vielleicht?

K. Kaiser
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  #2  
Alt 21.06.16, 10:45
Ich Ich ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 18.12.2011
Beiträge: 1.354
Standard AW: Gravitation mal wieder...

Ich habe den Aufbau nicht verstanden. Was heißt "pendelmäßig frei aufgehängt"? Und sollen die Kugeln sich nur unter ihrem gegenseitigen Gravitationseinfluss bewegen, oder auch unter Erdgravitation (was das Pendel suggerieren würde)? Und was soll sich noch bewegen, wenn die Kugeln angebunden sind?
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  #3  
Alt 21.06.16, 12:42
KKaiser KKaiser ist offline
Newbie
 
Registriert seit: 19.06.2016
Ort: Worms
Beiträge: 11
Standard AW: Gravitation mal wieder...

"Pendelmässig frei aufgehängt" soll bedeuten, dass die an einem Faden hängen. Sie sind somit in einer Ebene frei bewegbar´, wobei eine horizontale Auslenkung (hervorgerufen durch die Fäden) unberücksichtigt bleiben soll. Wenn ich mich richtig erinnere, nennt man so was "mathematisches Pendel". Der Aufbau entspricht dem, der als Skizze in alten Physiklehrbüchern gezeigt wird.

Von Interesse ist nur unter der gegenseitigen Gravitationseinfluss. Das "Pendel" ist nur der Aufbau, so dass es bei uns auf der Erde funktionieren würde.

Und du hast was falsch gelesen - im Text steht, dass _EINE_ der beiden Kugeln fixiert ist. Was ist dann zu erwarten -ist der gemessene Abstand bei 8 cm geblieben (dann muss die freie Kugel 2 cm ausgelenkt worden sein) oder wird nur die freie Kugel um 1 cm ausgelenkt oder irgend was anderes?

Klaus
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  #4  
Alt 21.06.16, 13:51
Ich Ich ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 18.12.2011
Beiträge: 1.354
Standard AW: Gravitation mal wieder...

Zitat:
Zitat von KKaiser Beitrag anzeigen
"Pendelmässig frei aufgehängt" soll bedeuten, dass die an einem Faden hängen. Sie sind somit in einer Ebene frei bewegbar´, wobei eine horizontale Auslenkung (hervorgerufen durch die Fäden) unberücksichtigt bleiben soll. Wenn ich mich richtig erinnere, nennt man so was "mathematisches Pendel". Der Aufbau entspricht dem, der als Skizze in alten Physiklehrbüchern gezeigt wird.
Nein, die Kugel an einem Pendel ist entlang einer Kugeloberfläche frei bewegbar. Und dann ist die vertikale Auslenkung grundlegend wichtig, weil sich genau dadurch im Erdschwerefeld eine konstante Auslenkung ergibt. Freie Kugeln werden nicht um 2 cm ausgelenkt, sondern kollidieren.
Zitat:
Was ist dann zu erwarten -ist der gemessene Abstand bei 8 cm geblieben (dann muss die freie Kugel 2 cm ausgelenkt worden sein) oder wird nur die freie Kugel um 1 cm ausgelenkt oder irgend was anderes?
Keine Ahnung, weil die Angaben zu deinem Versuchaufbau m.E. widersprüchlich sind.
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  #5  
Alt 22.06.16, 07:29
Benutzerbild von soon
soon soon ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 22.07.2007
Beiträge: 374
Standard AW: Gravitation mal wieder...

Ebenfalls berücksichtigen muss man, dass ein Körper, aufgehängt an einer Schnur, Richtung Äquator abgelenkt wird. Stichwort Erdrotation, Trägheit, Zentrifugalkraft.
__________________
... , can you multiply triplets?
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  #6  
Alt 24.06.16, 16:09
KKaiser KKaiser ist offline
Newbie
 
Registriert seit: 19.06.2016
Ort: Worms
Beiträge: 11
Standard AW: Gravitation mal wieder...

Ne, Ne, ich bin nicht frustriert abgegangen - ich hatte nur zu viel zu tun, von irgendwas muss man halt leben...

Ich werde das Problem mal anders beschreiben - darauf hat mich der Einwurf von "ich" ("Freie Kugeln werden ... kollidieren") gebracht.

Um allen anderen Einwürfen zu entgehen, lassen wir das Pendel weg und entfernen uns so weit wie möglich von der Erde, am besten in so ein riesiges Void, wo wir das Expertiment viele Lichtjahre entfernt vom nächsten störenden Einfluss starten:

wir plazieren unsere beiden Kugeln in einer Entfernung von e1. Aufgrund ihrer Anziehungskraft kollidieren sie nach t1 Sekunden (oder sonst was). Zum Zeitpunkt der Kollision hat jede Kugel einen Weg von e1/2 zurückgelegt.

Jetzt wiederholen wir das Experiment, wobei wir eine der Kugeln fixieren (fragt mich bitte nicht wie und wo, so mitten im Nirvana). Wie ist es jetzt? Wann kollidieren die beiden Kugeln? welchen Weg hat die freie Kugel nah t1 zurückgelegt?

k.kaiser
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  #7  
Alt 27.06.16, 21:15
Ich Ich ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 18.12.2011
Beiträge: 1.354
Standard AW: Gravitation mal wieder...

Jetzt ist die Fragestellung wohldefiniert. Die Antwort erfordert etwas Rechnerei und hat vermutlich was mit der dritten Wurzel aus 2 zu tun. Ich komme in einer ruhigen Minute mal darauf zurück - falls nicht jemand anders einspringen will.
Aber was erwartest du dir von der Antwort? Qualitativ ist die Sache doch klar, was willst du mit dem Zahlenwert.
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  #8  
Alt 28.06.16, 11:02
KKaiser KKaiser ist offline
Newbie
 
Registriert seit: 19.06.2016
Ort: Worms
Beiträge: 11
Standard AW: Gravitation mal wieder...

Eine Zahl brauche ich nicht, sondern nur eine qualitative Aussage. Dis MIR nicht klar, sonst hätte ich ja nicht nachgefragt!

Klaus
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  #9  
Alt 24.07.16, 19:27
KKaiser KKaiser ist offline
Newbie
 
Registriert seit: 19.06.2016
Ort: Worms
Beiträge: 11
Standard AW: Gravitation mal wieder...

Hat wirklich niemand einen Tip was passiert? Besonders interessiert mich, wie gross der Weg ist, den die freie Kugel in t1 Zeiteinheiten (die Zeit, zu der die Kugeln, wenn beide frei, kollidieren würden). Ist sie weiter gekommen als in Versuch 1, gleich oder kürzer?

Mich interessiert der Weg, den ich brauche, um die Lösung zu finden (Tips, wie ich das angehe, sollen eigentlich reichen).

vielen Dank
K. Kaiser
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