Aufg. zu Rotation - Physik

Seikz · 08.03.2013, 14:54

Hey Leute, ich wollte mich einmal vergewissern das ich auf dem richtigen Weg bin bei dieser Aufgabe da ich keine Lösungen dazu habe. Vielleicht hat der eine oder andere kurz Zeit mal drüber zu schauen!

Aufgabenstellung:

Eine Zentrifuge bestehe aus einem rotierenden Rohr der Masse m = 2 kg und der Länge 2 m, das in der horizontalen Ebene mit 120 U/min um seine Mittelachse rotiert.
a) Wie schnell sind die beiden äußersten Punkte des Rohres?
b) Welche Kraft wirkt auf die äußersten Punkte des Rohres?
c) Welche Arbeit musste zum Beschleunigen des Rohres aufgebracht werden?

zu a) Mein Gedanke war: ${120\frac{U}{min}*2\pi/60s=12,57rad/s}$
${\vec v=\vec \omega}$ x ${ \vec r}$
${\vec v= 12,57\frac {rad}{s}*1m}$

zu b)Soll man hier das Trägheitsmoment berechnen? Wenn nach Kraft gefragt wird denke ich an Newton, sprich ${Kg\frac{m}{s^2}}$ , jedoch hat das Trägheitsmoment ja die Einheit ${Kgm^2}$

${I=\frac{1}{12}*M*L^2}$
${I=\frac{1}{12}*2Kg*2^2}$
${I=0,67Kgm^2}$

zu c)

${E=\frac{1}{2}I*\omega^2}$
${E=\frac{1}{2}0,67kgm^2*12,57\frac{rad}{s}^2}$
${E=52,93\frac{kgm^2}{s^2}}$

Bin für jeden Hinweis dankbar!

Viele Grüße Seikz

Auwi · 08.03.2013, 15:11

Was verstehst Du unter "Rotation um seine Mittelachse" ?

Seikz · 08.03.2013, 15:50

Da es sich um eine Klausuraufgabe aus den vergangenen Jahren handelt, nehme ich an das durch diese spezielle bezeichnung einfach nur klargemacht werden soll das es sich um Rotation handelt. Oder anders...in der Mitte der Stange ist eine (Mittel-)Achse gezogen um die die Stange rotiert.

Seikz · 08.03.2013, 15:52

Hmpf bekomme leider die Grafik hier nicht eingefügt. Habs bei

hier sollte ein Link stehen

Hochgeladen, was denke ich die Frage beantworten sollte.

P.S. Link wird nicht angezeigt...

P.P.S. So hier der Anhang dann eben so!

Auwi · 08.03.2013, 16:39

Die Frage b) ist nicht korrekt gestellt.
Die Antwort betrüge in Worten: Zentrifugalkraft
in Formel ${F_z=m\cdot r\cdot \omega^2\ }$ mit ${r=1\,m\ und\ \omega = 4\cdot \pi}$
Da keine Masse gegeben ist, kann auch keine konkrete Kraft angegeben werden.
bei c) hast Du nur etwas "grob" gerundet, ${W=52,64\,J\ }$ wäre etwas genauer

Seikz · 08.03.2013, 17:15

Wie gesagt, ist copy and paste von ner Altklausur. Die kam wirklich so. Kann es sein dass das Gewicht der Stange ansich gemeint ist? An die Zentrifugalkraft hab ich mal überhaupt nicht gedacht

Danke für den Hinweis!

Seikz · 09.03.2013, 08:31

Auwi könnte es demnach also nicht sein das bei b) die Frage eher nach dem Trägheitsmoment ist? Häufig bauen solche Aufgaben ja aufeinander auf, und da wir in c) das Trägheitsmoment benötigen, kam mir dieses als erstes in den Sinn.

Auwi · 09.03.2013, 09:25

Ich würde mir da keine weiteren Gedanken machen. Die Frage ist so oder so fehlerhaft gestellt, denn was soll denn der Äußerste Punkt des Rohres sein.
Nimm einmal an, der Rohrradius wäre 0,1m, dann wäre der am weitesten entfernte Punkt des Rohres ${\sqrt{1^2+0,1^2}\,m}$ von der Drehachse entfernt, und ein r wurde ja auch nicht angegeben.