Ortsvektor beim konischen Pendel

Aufrufe: 153     Aktiv: 18.01.2024 um 22:37

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Hallo, ich verstehe leider nicht wie man diesen Ortsvektor (siehe Bild gelb markiert) berechnet. Ich brauche ihn um den Drehimpuls der Kugel zu berechnen. Leider komme ich auch mit der Lösung nicht weiter. 
Zu meinem bisherigen Weg: Den Betrag der Tangentialgeschwindigkeit habe ich über die wirkenden Kräfte ermittelt, das passte soweit. Aus meiner Formelsammlung habe ich den Vektor der Tangentialgeschwindigkeit. Den Rohbau des Ortsvektors habe ich daraus abgeleitet & für die z-Achse den Teta-Winkel genommen. Weiter komme ich nicht.

EDIT vom 16.01.2024 um 22:54:

Lösungsvektor stimmt nicht. Korrekter Vektor:

r = (1,5m)sin30°(cosωtx + sinωty)−(1,5m)cos30°z
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Die gelb markierte Formel stimmt nicht. Wie du schon aus Dimensionsgründen siehst, kann \(r\) nicht dieselbe Einheit wie \(v_t\) haben. Da ist wohl \(r\) und \(v\) verwechselt.
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Oh das ist mein Fehler, das hätte mir auffallen müssen. Ich habe sie im Edit verbessert. Dabei fiel mir auf dass das Kugelkoordinaten sein müssten oder?   ─   jessicaberi. 16.01.2024 um 22:57

Da sich der Körper auf einer ebenen Kreisbahn bewegt und der Winkel \(\theta\) statisch ist, brauchst du nicht unbedingt Kugelkoordinaten.
Der Ortsvektor ist also \(\vec r = l\left(\begin{array}{}sin(30°)cos(\varphi)\\sin(30°)sin(\varphi)\\-cos(30°)\end{array}\right)\)
  ─   stefriegel 17.01.2024 um 10:32

Jetzt bin ich etwas verwirrt. Der Ortsvektor besteht doch aber aus Kugelkoordinaten oder?   ─   jessicaberi. 17.01.2024 um 13:59

Oh sorry, ich wollte dich nicht verwirren. Ja, es sind Kugelkoordinaten, ich wollte nur sagen, dass man \(\theta\) nicht mehr als Variable hinschreiben muss, sondern konstant 30° schreiben kann.   ─   stefriegel 17.01.2024 um 16:13

Verstehe! Eine Frage hätte ich noch.. ist cos(30)° negativ, weil ich mir die untere Hemisphäre ansehe und der Mittelpunkt meiner Kugel im Koordinatenursprung liegt?   ─   jessicaberi. 18.01.2024 um 19:33

Ja, genau.   ─   stefriegel 18.01.2024 um 22:37

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