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[quote="Impulserhalter"][b]Meine Frage:[/b] Ein schmaler Stab der Länge 3 m und der Masse M = 2,4 kg kann um seine Mitte rotieren. Der Stab wird aus der Ruhe in 15 Sekunden auf 20 Umdrehungen pro Minute beschleunigt. a) Berechnen Sie die hierfür notwendige Leistung. b) An beiden Enden des Stabes wird eine zusätzliche punktförmige Masse m befestigt. Wie groß ist der Wert dieser Masse m, damit die Drehzahl auf 1/5 des Anfangswertes fällt? c) Welche konstante Kraft muss tangential an einem Stabende wirken, damit das Ausgangssystem (Stab ohne zusätzliche Massen rotiert mit 20 Umdrehungen/Minute) in 24 s zum Stillstand kommt? Wie viele Umdrehungen macht der Stab dabei? [b]Meine Ideen:[/b] Für a) habe ich 0,263 Watt berechnet. Bei b) und c) scheitere ich jedoch komplett...[/quote]
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gast_free
Verfasst am: 10. Mai 2021 16:26
Titel:
Ich kann die Frage nur so sinnvoll verstehen, wenn der Stab in der x-y Ebene um die z-Achse kreist. Wobei sich der Mittelpunkt bei x=0 und y=0 befindet.
Ich schalte gleich in Polarkoordinaten um:
Rotationsenergie an der Stelle r.
Rotationsenergie zwischen 0 und l/2.
Gesamt Rotationsenergie (Rotation um den Schwerpunkt).
Nun Teil a der Aufgabe:
Gegeben:
Leistung:
Winkelgeschwindigkeit:
Damit ist Alles gegeben den Teil a) zu berechnen.
Teil b):
Abkürzung (Massenträgheitsmoment):
Energieerhaltung.
Hiermit lässt sich Teil b) einfach lösen.
Teil c):
Auf der rechten Seite steht die Änderung des Drehimpulses. Sie muss mit dem Bremsmoment identisch sein.
ENDE!
schnudl
Verfasst am: 09. Mai 2021 12:30
Titel:
Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben:
Teil b) könnte auch so gemeint sein, dass die Zusatzmasse angebracht wird
nachdem
der Stab auf 20 U/min beschleunigt wurde.
Ja, kann auch so gemeint sein. Schwammige Fragen haben leider halt auch schwammige Antworten zur Folge.
roycy
Verfasst am: 08. Mai 2021 10:05
Titel: Impuls
Wie könnte man das wohl technisch durchführen?
Während des Laufs?
Nils Hoppenstedt
Verfasst am: 07. Mai 2021 23:47
Titel:
Teil b) könnte auch so gemeint sein, dass die Zusatzmasse angebracht wird
nachdem
der Stab auf 20 U/min beschleunigt wurde. In diesem Fall gilt der Drehimpulserhaltungssatz:
womit sich dann wieder m berechnen lässt.
Viele Grüße,
Nils
roycy
Verfasst am: 07. Mai 2021 23:35
Titel: Impuls
roycy hat Folgendes geschrieben:
Habe m vergessen :
I' = I + 2*m*l²/2
Ich weiß noch nicht, wie man löscht,
roycy
Verfasst am: 07. Mai 2021 23:01
Titel:
Habe m vergessen :
I' = I + 2*m*l²/2
roycy
Verfasst am: 07. Mai 2021 22:59
Titel:
Bei mir ist I' = I+ 2*l²/2
schnudl
Verfasst am: 07. Mai 2021 17:34
Titel:
Für b)
Das Trägheitmoment ändert sich durch die beiden zusätzlichen Massen m auf
und somit soll bei gleichem P gelten:
Daraus kannst du m ausrechnen...
Impulserhalter
Verfasst am: 07. Mai 2021 16:34
Titel: Impuls
Meine Frage:
Ein schmaler Stab der Länge 3 m und der Masse M = 2,4 kg kann um seine Mitte rotieren. Der Stab wird aus der Ruhe in 15 Sekunden auf 20 Umdrehungen pro Minute beschleunigt.
a) Berechnen Sie die hierfür notwendige Leistung.
b) An beiden Enden des Stabes wird eine zusätzliche punktförmige Masse m befestigt. Wie
groß ist der Wert dieser Masse m, damit die Drehzahl auf 1/5 des Anfangswertes fällt?
c) Welche konstante Kraft muss tangential an einem Stabende wirken, damit das
Ausgangssystem (Stab ohne zusätzliche Massen rotiert mit 20 Umdrehungen/Minute) in 24 s zum Stillstand kommt? Wie viele Umdrehungen macht der Stab dabei?
Meine Ideen:
Für a) habe ich 0,263 Watt berechnet. Bei b) und c) scheitere ich jedoch komplett...