Drehmoment berechnen

ThomasCock · Anmeldungsdatum: 09.02.2022 Beiträge: 7

Wie berechne ich die horizontale Kraft?

Ich weiß dass Drehmoment M=F*r ist.

Aber ich will ja mein F bestimmen und mein Moment habe ich auch nicht. Wie komme ich jetzt dran?

Zusatz: Das wäre einmal ohne Reibung und allem drum und dran berechnet. Wie würde ich das einmal mit Reibung berechnen, weil das Ganze ja drehbar mit einer Welle verbunden ist?

Bild aus externem Link geholt, stark verkleinert und als Anhang eingefügt. Bitte keine externen Links verwenden, die sind irgendwann nicht mehr gültig. Steffen

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5868 Wohnort: jwd

Da der Drehpunkt der Masse in ihrem Massenschwerpunkt liegt und keine Trägheitskräfte wirken, ist nur die Reibkraft im Lager relevant.

d = Durchmesser Lager
l = Länge des Stabs

Momentengleichung

EDIT

Wenn die Skizze die Seitenansicht der Konstruktion ist und diese rotiert, kommt noch der Luftwiderstand hinzu,.

ThomasCock · Anmeldungsdatum: 09.02.2022 Beiträge: 7

Der Luftwiderstand ist hier in diesem Beispiel vernachlässigbar.

Gut, jetzt habe ich quasi die Kraft berechnet, um die Rotation anzutreiben. Aber logischerweise muss ja meine Kraft immer größer werden, je weiter ich die Scheibe in Richtung 90° drehe, sodass sie sich horizontal befindet.
Wie bekomme ich die Formel quasi dafür hin, die mir die Kraft vom Winkelstand der Platte

widerspiegelt?
Die maximale Kraft, die ich ja dann bei

aufbringen muss, wäre die Gewichtskraft

.

Ah, ich glaube ich habe doch den Weg dafür jetzt gefunden.

Vertikal wirkt ja ständig die Gewichtskraft. Meine horizontale Kraft habe ich ja eben berechnet anhand deiner Formel.
Das heißt um F abhängig von

zu machen, benutze ich die Winkelfunktionen.

Dann komme ich auf die Lösung:

.
Ist dies korrekt?

EDIT: Allerdings, ist die Funktion für

nicht definiert, da der Cosinus dort 0 wird. Dementsprechend wird die Funktion bei "knapp" unter 90° eine unendliche Kraft ergeben. Das ergibt für mich irgendwie gerade keinen Sinn. :-(

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5787 Wohnort: Heidelberg

Ich versteh irgendwie nicht: Geht die Drehachse nicht durch den Masse-Schwerpunkt? Dann hast Du doch kein Drehmoment durch die Schwerkraft, egal in welcher Lage der Körper ist.
Falls doch, dann ist es schlicht ein physikalische Pendel. Warum die Reibung hier im ersten Ansatz ne Rolle spielen soll, verstehe ich dann aber auch nicht...

Gruß
Marco

ThomasCock · Anmeldungsdatum: 09.02.2022 Beiträge: 7

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5868 Wohnort: jwd