3.2 Das inverse Kraftproblem: Reibungskräfte
Aus einer vorgegebenen Bahnkurve kann man die Kraft bestimmen, die auf
ein Objekt (Massenpunkt) wirkt. In dieser Aufgabe ist eine ebene
Bahnkurve vorgegeben. Es soll eine anschauliche Vorstellung von dieser
Kurve gewonnen und die Kraft, die zu diesem Bewegungsablauf führt, bestimmt
und analysiert werden.
Aufgabenstellung
Die Kraft auf einen Massenpunkt, die zu einer gegebenen Bahnkurve der
Form
führt, enthält eine Reibungskomponente, die proportional zu dem
Geschwindigkeitsvektor ist.
- Beschreibe die Bahnkurve.
- Welche Aussagen macht der Flächensatz in diesem Beispiel?
- Bestimme die Radial- und Azimutalkomponente der Kraft.
- Isoliere die Reibungskraft und identifiziere die restliche Kraft.
- Welche Zeit benötigt der Massenpunkt um von einem Abstand
zu
einem Abstand
zu gelangen? Was ist die Abnahme der kinetischen
Energie in diesem Zeitraum?
Fragen
zur schrittweisen Gewinnung der Lösung
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<Mechanik Aufgabensammlung> R. Dreizler C. Lüdde
2008