....der sogenannte piruetteneffekt des eistänzers ein begriff. sie sehen dabei ganz deutlich, daß sich die energie des sich drehenden eistänzers beim einziehen der arme nicht erhöht ( er dreht nur optisch schneller, weil die hohe kinetische energie seiner arme auf seinen rumpf übergeht ),

Falsch. Er dreht sich nicht nur optisch, sondern auch tatsächlich schneller. Satz von der Erhaltung des Drehimpulses.

>..und umgekehrt. würden sie aber eine 10 cm lange feder parallel zum arm des eistänzers genau über seine ellbogeninnenseite ( an ober- und unterarm fixiert) montieren, der eistänzer würde sich mit angezogenen armen drehen und die feder wäre entspannt, dann würde man feststellen, daß der eistänzer, sobald er die arme nach aussen bewegt, die feder mit weniger kraft spannen kann als im stillstand, und die rotationsenergie aber trotzdem vollständig erhalten geblieben ist.

Richtig: Die Feder spannt sich leichter als im Stillstand, da die Kraft zum Spannen der Feder zum Teil durch die Fliehkraft der Arme aufgebracht wird. Falsch: die Rotationsenergie nimmt ab, da ein Teil der Arbeit, die zum Bewegen der Arme nach außen aufgewendet wird, in der Feder gespeichert wird.

>...was könnte man daraus folgern ?

Der ganze Gedankengang stimmt nicht.


2. bitte um bestätigung folgender rechnungen und folgerungen :

versuchsaufbau :

eine 1 kg kugel hängt an einem seil, das wiederum zum zentrum einer (sich auf horizontaler ebene befindlichen ) drehbaren scheibe geleitet wird. im zentrum wird das seil mittels einer auf der scheibe montierten umlenkrolle genau im mittelpunkt nach unten geleitet, und dort wird ein gewicht in form eines sandsacks angebracht. als erstes wird die kugel auf 833 m/sek beschleunigt. dies erfordert ca 370 kj. der radius kugel - zentrum beträgt 5 cm. das dafür benötigte gegengewicht ( sandsack ) beträgt 1400 t. wenn gilt di = m * v * r, und ein loch wird in den sandsack gestochen, dann müßte die kinetische energie der kugel sich mit jeder radiusverdoppelung um das 3/4 fache verringern, und umgekehrt. die geschwindigkeit der radiuserweiterung jedoch, ist abhängig von der lochgröße im sandsack. daher frage ich, a. man könnte also mit diesem experiment eine kugel in zwei drei sekunden von ein 1500 umdr/min auf 100000 umdr/min beschleunigen, wenn sie den versuch mit umgekehrten vorzeichen durchführen ( die kugel wird unter gewichtszunahme des sandsacks von aussen nach innen gezogen ) und wenn ja, auch ne tolle erfindung, oder ?

Mal abgesehen von den völlig absurden Zahlenwerten (die Rechnung ginge sicher auch mit realistischen), gilt der Satz von der Erhaltung des Drehimpulses. Solange sich Kugel und Gewicht des Sandsackes das Gleichgewicht halten, ist die Drehzahl der Kugel direkt abhängig vom Radius mit dem sie umläuft, wobei die Zugkraft indirekt den Radius bestimmt. Anders ausgedrückt: Die Kugel stellt sich exakt auf den Radius ein, bei dem die Zentrifugalkraft der Zugkraft des Sandsackes das Gleichgewicht hält.

und b. weils interessant ist, stelle ich folgenden vergleich an : ich habe 370 kj ( 833 m/s ) in das system gegeben. bei einem radius von 5 cm benötige ich ein sandsackgewicht von 1400 t. diese 1400 t sind mit 370 kj maximal ca 2,5 cm zu heben. bei raduis 2,5 cm 2800 t, bei radius 1,25 cm 5600 t,

Wenn die Bahngeschwindigkeit der Kugel gleich bleibt, und der Radius verringert wird, steigt proportional die Kraft. ok.  

und deren ensprechenden maximalen hub. wie schnell, denken sie, würde eine kugel laut klassischer physik abbremsen, wenn sie auf einem radius von 1 cm bei 100000 umdr/min, mittels entsprechenden sandsackloch, auf den radius von einem meter gelassen wird, und umgekehrt ? und in wieweit kann man auf der Allgemeingültigkeit ( axiom ) des di = m * v * r bestehen,

Kein Axiom. Definition einer rechnerischen Größe. Geschwindigkeit des Abbremsens ergibt sich aus dem Ansatz weiter unten. Die Zeit können wir uns frei aussuchen.

da man zweifelsfrei und wiederholbar durch zwei verschiedene sandsacklochgrößen bei zwei versuchen, auch zwei vollkommen verschiedene potentielle energieniveaus der sandsäcke erhält. und ist es im übrigen nicht offensichtlich, daß der zu überwindende anfangszug bei den beschriebenen versuchen immer mit abstand am höchsten ist, und daher der drehimpulssatz der beschriebenen energieumwamdlung ( kinetische in potentielle, bzw umgekehrt ) zu keinem zeitpunkt rechnung trägt ?

Falsch. Die potentielle Energie der vorhin im Beispiel genannten Sandsäcke ist exakt gleich.


3. um die interpretationen der kl. physik bei einem weiteren beispiel zu betrachten, erlaube ich mir, ihnen einen weiteren versuch nahezulegen.

wenn man eine 1kg kugel an einer variabelzugfeder befestigt, die feder dann an einem seil und das seil an einem baum fixiert, dann die kugel mit hoher geschwindigkeit ( 833 m/s ) abfeuert, so daß sie sich um den baum wickelt, passiert laut kl. physik folgendes : der kugelzug wird sich durch den sich verkleinernden radius erhöhen. wenn der zug der feder dergestalt ist, daß der kugelzug erst bei 10 cm radius hoch genug ist um die feder zu spannen, dann müßte die kugel stehehbleiben sobald in der feder die potentielle energie von 370 kj gespeichert ist. ich bitte sie nun, rechnerisch zu erfassen, wann dies dann der fall ist und mich von ihren ergebnissen in kenntniß zu setzen. sollten ihnen diese argumentation nicht klar erscheinen, bitte ich sie mich über ihre einsprüche in kenntniß zu setzen. defakto heißt das nun, sie würde von 100000 umdr/min auf fast stillstand kommen, da Ekin = Epot, laut kl. physik.

sie können unter mich hot.evildevil@gmx.net kontaktieren.

ich danke ihnen vorab, und hoffe sie helfen mir, die angesprochen widersprüche zu erhellen.

mfg

hans weidenbusch ------------------------

nd zweitens. wenn du nicht vestehst, warum das den di widerlegt, sag bescheid. viel spass.

text :

sehr geehrte damen und herren

bitte studieren sie den folgenden versuch, und versuchen sie bitte eine ansatz wie abschließend gefordert zu formulieren. auf die erstmalige lösung dieser aufgabe ist eine belohnung von 1000,- euro ausgesetzt, die bisher von keinem ihrer kollegen eingefordert werden konnte. dies stellt aber keinen wettbewerb dar, sondern mir ist nur sehr an diesen ergebnissen gelegen, und daher bitte ich sie in erster linie, mir zu helfen.

versuchsaufbau :

eine 1 kg kugel hängt an einem seil, das wiederum zum zentrum einer (sich auf horizontaler ebene befindlichen ) drehbaren scheibe geleitet wird. im zentrum wird das seil mittels einer auf der scheibe montierten umlenkrolle genau im mittelpunkt, durch ein loch im zentrum der scheibe, nach unten geleitet, und dort wird ein gewicht in form eines sandsacks angebracht. als erstes wird die kugel auf 833 m/sek beschleunigt. dies erfordert ca 370 kj. der radius kugel - zentrum beträgt 5 cm. das dafür benötigte gegengewicht ( sandsack ) beträgt ca 1400 t.

die rotierende kugel erzeugt also einen zentrifugalzug, dem das gewicht, des, sich genau senkrecht unter dem zentrum befindlichen, sandsacks entgegenwirkt, so daß sich bei konstanter rotationsgeschwindigkeit ein gleichgewicht der wirkenden kräfte einstellt.

als nächster schritt folgt nun, daß ein loch in den sandsack gestochen wird, so daß stetig sand herausrieselt, der jedoch nicht auf den boden fällt, sondern unmittelbar nach seinem austritt auf seiner austrittshöhe aufgefangen und gelagert wird.

bitte berechnen sie nun, anhand der sandsacklochgröße, welche spiralbahn, aus der draufsicht, die kugel daraufhin abfliegen wird, bis sie eine bahn von 100 cm radius erreicht hat, und welches die geschwindigkeit der kugel dann, abhänig von ihrer momentanen position, ist. aufgrund der tatsache, daß der sand an potentieller energie gewinnt, muß sich die geschwindigkeit der kugel verringern, da dies sonst den 2. haupsatz in frage stellen würde. die sich verringernde geschwindigkeit aber, nimmt wiederrum massiv auf den grad des erzeugten zentrifugalzugs einfluss, und daher ist der zu erstellende ansatz mit sicherheit keine leichte sache.

Der Ansatz ist banal, es genügt dafür die Gleichgewichtsbedingung. Es ist völlig egal, wie schnell oder wie langsam der endgültige Radius erreicht wird. Wesentlich sind nur Anfangs- und Endzustand. Ob der Sand an potentieller Energie gewinnt, wage ich zu hinterfragen. Die Höhe des Sandsackes ändert sich durch die Gleichgewichtsbedingung, aber die zu hebende Masse nimmt ab. Und komischerweise genau in dem Maß, in dem die Kugel nach außen wandert. Ergebnis: Kugel 20mal weiter draußen, Masse des Sandes 1/20 und pot. Energie konstant!

die wahl der sandsacklochgröße ist von ihnen frei zu wählen, jedoch bitte ich sie auf jeden fall die zu erwartenden versuchswerte für folgende sandsacklochgrößen zu berechnen : verlust an sand pro secunde :

1. 1 gramm / sec

2. 10 kg / sec

3. 100 kg / sec

4. 1000 kg / sec

erstellen sie bitte einen ansatz, der in abhängigkeit von zeit und sandsacklochgröße, oder dementsprechende ansätze, die position und geschwindigkeit ( kinetischer energiezustand ) der kugel bestimmen.

Jetzt mal ernsthaft: soll das ein Witz sein? Radius indirekt proportinal Gegengewicht. Bei Abnahme auf ein zwanzigstel der Zugkraft - in diesem Fall proportinal Masse des Sandes, muß man doch nur die Zeit ausrechnen. Die Radiusänderung ist durch die Proportionalität linear und damit wird das t-r-Diagramm eine Gerade, deren Steigung nur von der Ausflußgeschwindigkeit des Sandes anhängt.

ich hoffe sie nehmen diese herausforderung an, und schreiben mir auf jeden fall, zumal eine prämie ausgesetzt ist. sollte ich nichts mehr von ihnen hören, gehe ich davon aus, daß sie diesen ansatz für unmöglich halten. danke für ihre aufmerksamkeit. mit freundichen grüssen hans weidenbusch --


Ich vermute, es gab wenig Antwort auf diese Anfragen.