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stereo
Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402
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 stereo Verfasst am: 03. Nov 2008 21:16 Titel: Kräfte an einer Rolle |
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Das ist mein 1. Post und daher wünsch ich erstmal allen einen schönen Abend 
Zur Aufgabe:
Über einer festen Rolle liegt ein Seil. An einem Ende hängt eine Masse  , am anderen Ende gleitet ein Ring mit der Masse  mit konstanter Beschleunigung  . Berechne die Beschleunigung  der Masse und die Reibungskraft des Ringes gegen das Seil. Die Masse des Seils und die Reibung der Rolle werden vernachlässigt.
Eine Abbildung ist gegeben (leider kein Scanner vorhanden)
Also abgebildet ist eine Rolle, auf der rechten Seite ist der der gleitende Ring an denen 2 Kräfte angreifen: 
Und auf der linken Seite ist die Masse und natürlich greift auch hier die Reibungskraft.
Um die Beschleunigung zu erhalten muss ich die beschleunigende Kraft ermitteln. Diese setzt sich aus der Gewichtskraft und der Reibungskraft zusammen.
)
}{m_1 + m_2})
Also hier find ich keinen Ansatz, ich weiß dass die Reibung abhängig von der Beschleunigung der Masse ist, sowie von der Beschleunigung des Ringes.
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 03. Nov 2008 22:20 Titel: |
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In deinem Ansatz steckt ein Wurm drin - verbunden mit der Konsequenz eines falschen Ergebnisses.
a) Die Reibungskraft wirkt nicht auf m1...
b) Wieso ist die Reibungskraft bei dir durch einen Reibungskoeffizienten beschrieben? Erstens ist dieser nicht gefragt, und weiters gilt der Zusammenhang nur, wenn das Gewicht eine Normalkomponente auf die Reibungsunterlage verursacht, was hier aber nicht der Fall ist: Die Reibungskraft ist hier jene Kraft, die man aufwenden muss, um den Ring am Seil zu verschieben, da ersterer etwas am letzteren aufgequetscht ist. Genausogut könnte man aber den Ring festhalten, das Seil durchziehen und die hierfür benötigte Kraft mit einer Federwaage messen. Diese Kraft ist aber natürlich nicht von m2 abhängig, da m2 ja festgehalten und damit quasi "einbetoniert" ist. Du siehst also: Die Reibungskraft ist unabhängig von m2. Evtl. könnte sie noch von der Zuggeschwindigkeit abhängen, was hier aber nicht der Fall ist.
Zur Lösung:
Es gibt sicher mehrere Ansätze, aber einer ist jedenfalls, die Summe aller von aussen angreifenen Kräfte (das ist G1 + G2) der Summe über aller ma gleichzusetzen - 2. Newton'sche Gesetz (die Reibungskraft ist ja eine intern angreifende Kraft)
also
Kannst du das mal zu Ende denken?
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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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stereo
Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402
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| stereo Verfasst am: 03. Nov 2008 22:49 Titel: |
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Ok, das mit dem  hab ich verstanden.
Aber die Beschleunigung von m1 ist doch abhängig von der Gewichtskraft  und der Reibungskraft, welche eben diese Kraft beschreibt, welche ich benötige um das Seil durch den Ring zu ziehen.
Zu deinem Ansatz:
Die Formel hab ich noch nie gehört, obwohl ich vorher dachte ich kenne die 4 Newtonschen Gesetze.
Aber ich muss das doch jetzt nach a1 umstellen, da das ja gefragt ist
Aber was ist  in dieser Formel?
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stereo
Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402
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| stereo Verfasst am: 04. Nov 2008 13:00 Titel: |
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Ich hab die Abbildung (die gegeben war) mal mit Paint nachgestellt.
| Beschreibung: |
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Physik.jpg |
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| Heruntergeladen: |
3441 mal |
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stereo
Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402
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| stereo Verfasst am: 04. Nov 2008 15:15 Titel: |
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Neuer Ansatz:
Für die Masse 1 gilt:
Für Masse 2 gilt:
)
Das in die 1. Gleichung eingesetzt:
))
}{m_1} = \frac{m_1 - m_2}{m_1} \cdot g + \frac{m_2}{m_1} \cdot a_2 )
Mein Riesenfehler war der Reibungskoeffizienten, aber da weiß ich ja jetzt besser bescheid
Aber sonst stimmt das doch so?
| schnudl hat Folgendes geschrieben: | | Diese Kraft ist aber natürlich nicht von m2 abhängig, da m2 ja festgehalten und damit quasi "einbetoniert" ist. Du siehst also: Die Reibungskraft ist unabhängig von m2. |
Also ich behaupte dass die Reibungskraft sehr wohl von der Masse abhängig ist, da je größer die Masse ist, desto größer die Beschleunigung und darauf folgt dass die Wechselwirkung zwischen dem Seil und dem Ring stärker wird. Und das ist doch der Ausdruck für die Reibungskraft, der Ring "zieht" (übertrieben) an dem Seil.
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW
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| wishmoep Verfasst am: 04. Nov 2008 15:29 Titel: |
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| stereo hat Folgendes geschrieben: | | Also ich behaupte dass die Reibungskraft sehr wohl von der Masse abhängig ist, da je größer die Masse ist, desto größer die Beschleunigung und darauf folgt dass die Wechselwirkung zwischen dem Seil und dem Ring stärker wird. Und das ist doch der Ausdruck für die Reibungskraft, der Ring "zieht" (übertrieben) an dem Seil. |
Man könnte vielleicht auch argumentieren, dass die Reibungskraft von <beiden> Massen abhängig ist. Denn je schwerer m1 desto größer ist die Reibungskraft, umgekehrt (umgekehrte Indizes) ebenso.
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 04. Nov 2008 22:12 Titel: |
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| stereo hat Folgendes geschrieben: | Neuer Ansatz:
...
.
Aber sonst stimmt das doch so?
ja
| schnudl hat Folgendes geschrieben: | | Diese Kraft ist aber natürlich nicht von m2 abhängig, da m2 ja festgehalten und damit quasi "einbetoniert" ist. Du siehst also: Die Reibungskraft ist unabhängig von m2. |
Also ich behaupte dass die Reibungskraft sehr wohl von der Masse abhängig ist, da je größer die Masse ist, desto größer die Beschleunigung und darauf folgt dass die Wechselwirkung zwischen dem Seil und dem Ring stärker wird. Und das ist doch der Ausdruck für die Reibungskraft, der Ring "zieht" (übertrieben) an dem Seil. |
Damit bin ich nicht einverstanden. Es handelt sich beim Ring um eine Art Quetschverbindung. Stell dir ein Gedankenexperiment vor, wo der Ring fest verankert ist. Dann beginnst du am Seil zu ziehen. Zuerst schwach, dann immer stärker. Irgendwann wird das Seil schliesslich durchschlüpfen. Das ist gleichzeitig die maximale Zugkraft, die das Seil aufnehmen kann, mehr geht nicht. Diese maximale Zugkraft ist alleine durch die Oberflächenbeschaffenheit der Grenzfläche Seil-Ring bestimmt, wahrscheinlich davon, mit welcher Normalkraft der Ring auf das Seil drückt (quetscht), aber sicher nicht von der Masse des Ringes - dieser ist ja schliesslich fest verankert und bewegt sich daher nicht. Wenn der Ring nun nicht fest verankert ist, so ändert sich an den Verhältnissen zwischen Ring und Seil aber gar nichts und die maximale Zugkraft ist so wie vorher im verankerten Fall. Bildlicher Vergleich: Die maximale Tragkraft eines Krans hängt ja auch nicht von der zu hebenden Last ab!
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stereo
Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402
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| stereo Verfasst am: 05. Nov 2008 16:17 Titel: |
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Ok ja, die Aussage ,dass die Reibungskraft von der Masse abhängig ist, ist falsch
Aber die 2. Masse beeinflusst doch die Beschleunigung der 1. Masse.
Welche Beziehung meine ich, beeinflusst die 2. Masse die Beschleunigung des Seiles ?
Also ich hab grad in meinen Kopf dass wenn die Masse 2 groß ist, wird (durch diese Quetschverbindung) an dem Seil stärker gezogen.
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 05. Nov 2008 20:17 Titel: |
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| stereo hat Folgendes geschrieben: | Ok ja, die Aussage ,dass die Reibungskraft von der Masse abhängig ist, ist falsch
Aber die 2. Masse beeinflusst doch die Beschleunigung der 1. Masse.
Welche Beziehung meine ich, beeinflusst die 2. Masse die Beschleunigung des Seiles ?
Also ich hab grad in meinen Kopf dass wenn die Masse 2 groß ist, wird (durch diese Quetschverbindung) an dem Seil stärker gezogen. |
du hast diese Beziehung ja oben schon geschrieben...: "Für die Masse 2 gilt..."
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