Rutschen auf Zylinder
Ein kleines Stück Eis (Masse 5 g) rutscht vom Scheitel eines zylinderförmigen Daches längs einer Mantellinie hinunter. Nachfolgend werden alle dissipierenden Kräfte (Gleitreibung, Luftwiderstand) vernachlässigt.
- Geben Sie die Schnelligkeit (Betrag der Geschwindigkeit) des Eisstückes in Funktion des Winkels zwischen der vertikalen Richtung und dem aktuellem Radius an!
- Was passiert mit der Normalkraft während des Rutschens?
- Welche Kräfte wirken im Moment des Abhebens auf das Eisstück ein?
- Was macht das Eisstück nach dem Abheben?
- Formulieren Sie die Impulsbilanz in der Form des Newtonschen Aktionsprinzips für den Moment des Abhebens.
- Bei welchem Winkel hebt das Eisstück vom Dach ab?
- Würde das Eisstück früher oder später abheben, wenn Reibung im Spiel wäre?