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[quote="Hilasmus"]Hallo, ich versuche eine alte Klausuraufgabe zu lösen, die mir ziemliches Kopfzerbrechen bereitet. Eine Walze der Masse 15kg wird von der Gewichtskraft eines Massenstücks (5kg), das über einen Faden und eine Rolle an der Drehachse der Walze angreift, in Bewegung versetzt. Mit welcher Geschwindigkeit bewegt sich die angehängte Masse, wenn sie um 10m herabgesunken ist. Die Reibung kann vernachlässigt werden. Ich wäre wie folgt heran gegangen: E(kin, Walze) = E(pot, Massenstück) + E(kin; Massenstück) Allerdings weiß ich nicht ob mein Ansatz richtig ist und wenn ja, wie ich damit weiter mache..[/quote]
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Mathefix
Verfasst am: 18. Jul 2018 09:24
Titel:
Die Lösung lautet:
Unter Berücksichtigung von Reibung als Rollbedingung:
und Einsetzen in die Energiegleichung ergibt:
Mathefix
Verfasst am: 17. Jul 2018 14:52
Titel:
Hilasmus hat Folgendes geschrieben:
Achso. Puh ist doch umfangreicher als ich gedacht hatte..
Wenn ich die Formeln in eine "umwandle" und am Ende nach v(Masse) umstelle komme ich auf 13,85 m/s.
Oder war ich da zu vorschnell?
Ohne die Walze, also im freien Fall hätte das Massenstück nach 10 m eine Geschwindigkeit von 14 m/s. Von daher ist Dein Ergebnis nicht plausibel.
Schreibe bitte Deine Ergebnisformel hin.
Hilasmus
Verfasst am: 17. Jul 2018 14:41
Titel:
Achso. Puh ist doch umfangreicher als ich gedacht hatte..
Wenn ich die Formeln in eine "umwandle" und am Ende nach v(Masse) umstelle komme ich auf 13,85 m/s.
Oder war ich da zu vorschnell?
Mathefix
Verfasst am: 17. Jul 2018 14:25
Titel:
Unnötiges Vollzitat gelöscht. Steffen
Indizes:
m = Massenstück
w = Walze
Hilasmus
Verfasst am: 17. Jul 2018 13:36
Titel:
Unnötiges Vollzitat gelöscht. Steffen
Also sieht die Formel so aus?
Aber den Radius der Walze habe ich nicht gegeben. Oder kürzt der sich durch Umformen irgendwie raus?
Mathefix
Verfasst am: 16. Jul 2018 20:59
Titel:
Danke für die Skizze. Jetzt habe ich die Aufgabe verstanden.
Damit die Walze rotiert, muss Reibung vorhanden sein, sonst gleitet sie nur.
Ich nehme an, es ist Reibung vorhanden.
Dann gilt nach EES
Daraus kannst Du die die Translationsgeschwindigkeit des Massenstücks berechnen.
Einfacher ist der Ansatz, wenn bei der Rotationsenergie der Bezugspunkt des Massenträgheitsmoments nicht aufden Schwerpunkt S der Walze, sondern auf den Berührungspunkt P der Walze mit dem Boden gelegt wird (Satz von Steiner anwenden). An diesem Momentanpol P treten dann sowohl Rotationals auch Translation auf. Dann entfällt der Term mit der
translatorischen Energie.
Kriegst Du das hin?
Hilasmus
Verfasst am: 16. Jul 2018 20:15
Titel:
Unnötiges Vollzitat gelöscht. Steffen
Ich gebe zu die Aufgabe ist ohne Skizze schwer vorstellbar. Da meine Zeichenkünste eher schlecht sind, anbei eine mit Paint erstellte Skizze
Mathefix
Verfasst am: 16. Jul 2018 18:10
Titel:
Verstehe die Aufgabe nicht ganz.
"Der Faden ist über eine Rolle an der Drehachse der Walze befestigt"
Wie muss ich mir das vorstellen?
Ist der Faden um die Drehachse der Walze gewickelt? Welchen Durchmesser hat diese Achse?
Hilasmus
Verfasst am: 16. Jul 2018 16:32
Titel: Energierhaltungssatz, Walze durch Masse bewegt
Hallo,
ich versuche eine alte Klausuraufgabe zu lösen, die mir ziemliches Kopfzerbrechen bereitet.
Eine Walze der Masse 15kg wird von der Gewichtskraft eines Massenstücks (5kg), das über einen Faden und eine Rolle an der Drehachse der Walze angreift, in Bewegung versetzt.
Mit welcher Geschwindigkeit bewegt sich die angehängte Masse, wenn sie um 10m herabgesunken ist. Die Reibung kann vernachlässigt werden.
Ich wäre wie folgt heran gegangen:
E(kin, Walze) = E(pot, Massenstück) + E(kin; Massenstück)
Allerdings weiß ich nicht ob mein Ansatz richtig ist und wenn ja, wie ich damit weiter mache..