 Verfasst am: 31. Jul 2015 12:20 Titel: |
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| Bei der 14 ist doch unterschieden zwischen Kugel und Klotz. Nur beim Klotz ist es reibungsfrei, bei der Kugel anscheinend nicht.
Die Frage ist für mich jetzt aber, ob die Rollreibung dann auch ungleich 0 sein soll und wenn nicht, ob das gegebene µ der Rollreibungskoeffizient sein soll. Für den Klotz rechnest Du bei der 14) einfach: potentielle Energie am Anfang wandelt sich komplett in translatorische Energie am Ende um. Für Die Kugel: potentielle Energie am Anfang wandelt sich in kinetische Energie um, die aus translatorischer und rotatorischer sich zusammen setzt mit erfüllter Rollbedingung. Dabei bin ich mir aber nicht sicher, ob Energie abwandert durch Rollreibung oder ob das nicht so zu verstehen ist. Bei der 15) Der Klotz ist wieder wie bei 14), nur dass jetzt auch noch der Energie-Verlust durch die Gleitreibung aus der Bilanz abgezogen werden muss. Das mit der Kugel ist aber deutlich schwerer: Die dreht sich anfangs nicht, aber es wirkt ein Drehmoment (aus einem mit der Kugel mitgeführten Koordinatensystem betrachtet), das sie zur Rotation anregen wird. Sie dreht sich also immer schnelle. Andererseits wird sie immer einen Schlupf haben und deshalb die Gleitreibungskraft immer der Gleitreibungskraft entsprechen, die auch der Klotz hat. Wenn ich keinen Denkfehler habe, sollten beide am Ende sogar gleich schnell unten ankommen, nur dass irgendwann in der Ebenen die Kugel die Rollbedingung erfüllen würde und dann nicht mehr die Gleitreibung sondern die viel geringere Rollreibung eine Rolle spielt. Irgendwann bremst der Klotz also in der Ebenen viel stärker ab als die Kugel. Gruß Marco PS: Ich würde also bei der 14) ein v1 < v2 sagen und bei der 15) v1 = v2, wäre aber auch froh, wenn sich das noch jemand anders durch denken könnte... |
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| Verfasst am: 30. Jul 2015 19:20 Titel: |
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| http://www.reibungsphysik.tu-berlin.de/fileadmin/fg204/Lehre/2013_SoSe/Mechanik_2/Klausur/Klausur_1300_erg.pdf
Im Kurzfragenteil Nummer 14 und 15 Nach deiner Erklärung würde ich sagen: 14) v1 > v2 da v2 reibungsfrei und somit 0 ist, oder muss man sagen: weil da die Gravitationskraft herrscht und nach unten "wirkt" wird der Körper beschleunigt und weil es reibungsfrei ist, wird es nicht gebremst? Das würde bedeuten dass v1 < v2 15) v1=v2 da beim Rollen mit Schlupf der Körper gebremst wird und beim reibungsbehaftetem Rutschen auch vielen Dank ! |
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| Verfasst am: 30. Jul 2015 17:14 Titel: |
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| Ja hast Du:
Schlupf -> Geschwindigkeit der beiden Oberflächen gegeneinander. (senkrecht zur Normalen) Reibung -> Kraft, die die eine Oberfläche auf die andere ausübt (wieder senkrecht zur Normalen) Was bedeutet das jetzt? "Kein Schlupf" -> Wenn Du Dir jeweils einen Punkt auf den beiden berührenden Oberflächen denkst, dann bewegen die sich mit gleicher Geschwindigkeit (so lange, wie sie sich berühren). Bei einem Rad bedeutet das, dass es gerade so schnell sich drehen muss, wie der Untergrund an ihm vorbei zieht. Das ist das "ganz normale" Rollen, wie wir uns das so naiv auch vorstellen. In Wahrheit ist immer etwas Schlupf da, zumindest wenn man bremst oder Gas gibt (wenn man auf der Autobahn die Geschwindigkeit halten will z. B. auch, weil man ja den Luftwiderstand ausgleichen muss und deshalb etwas Kraftübertragung nötig ist). Aber das spielt für die Aufgabe keine Rolle. "Keine Reibung" -> Die beiden Oberflächen übertragen keine Kraft in tangential-Richtung aufeinander. Wenn Du also z. B. einen Zylinder auf einer schiefen Ebene zuerst in Ruhe liegen hast und den dann los lassen würdest, dann würde er nicht anfangen sich um die eigene Körperachse zu drehen, weil keine Kraft tangential zu seiner Oberfläche ihn zur Rotation anregt. Wenn er aber vorher schon in Rotation wäre, würde er sich einfach weiter drehen. Ich denke also, dass der Aufgabensteller sich das so vorgestellt hat, dass bei "kein Schlupf" die sog. Rollbedingung erfüllt ist, also die Umfangsgeschwindigkeit gleich der translatorischen Geschwindigkeit ist und so die kinetische Energie als Summe aus translatorischer und rotatorischer Energie berechnet werden kann, weil Geschwindigkeit und Drehgeschwindigkeit über die Rollbedingung fest miteinander verknüpft sind. Wenn er von "keine Reibung" redet, dann verändert sich die Rotationsenergie eventuell nicht und man kann die Aufgabe ohne diese berechnen, weil sie bei einer Energiebilanz so wie so raus fallen würde. Kannst Du einfach mal die Aufgabe komplett posten? Gruß Marco |
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| Verfasst am: 30. Jul 2015 16:28 Titel: |
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| Also ganz kurz zusammengefast: Schlupf --> Körper rutscht,
Reibung --> Körper rollt??? Oder hab ich da voll was nicht verstanden? |
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| Verfasst am: 30. Jul 2015 15:12 Titel: |
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| Schlupf bedeutet ja, dass er beim Abrollen (etwas) rutscht, so dass die Rollbedingung (Rollgeschwindigkeit gleich Umfangsgeschwindigkeit) nicht mehr genau erfüllt ist. Die Oberflächen haften also nicht mehr aufeinander.
Wenn er ohne Schlupf rollt, dann kann trotzdem noch Rollreibung vorhanden sein oder z. B. beim Bremsen auch eine Kraft übertragen werden bis zur Haftreibung als Obergrenze (wobei wohl in Realität z. B. bei einem Gummireifen immer etwas Schlupf da ist, sobald eine bremsende oder beschleunigende Kraft übertragen werden soll, aber das ist ja alles nur ein Modell...) Wenn er reibungsfrei rutscht, dann übertragen die beiden Oberflächen nur Normalkräfte aufeinander, so dass der Körper rotieren könnte oder auch nicht, je nach Bewegungszustand, den er vorher auch schon hatte. In meinen Augen sind also Schlupf (Bewegung der Oberflächen senkrecht zur Normalen) und Reibung (Kraftübertragung senkrecht zur normalen) schon zwei völlig unterschiedliche Dinge... Gruß Marco |
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| Verfasst am: 30. Jul 2015 13:37 Titel: Verständnis Reibung und Schlupf |
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| Meine Frage: Also ich seh irgendwie den Unterschied zwischen Reibung und Schlupf nicht so richtig... im Teil a) einer Aufgabe rollt ein Körper 1 ohne Schlupf und ein zweiter rutscht reibungsfrei Teil b) Körper 1 rollt mit Schlupf und Körper 2 rutscht Daraus erkenne ich, dass es einen Unterschied geben müsste. Kann mir das jemand relativ simpel erklären?? Wär cool! Meine Ideen: Wenn ich Reibung habe, rotiert der Körper auf einer Ebene, aber was macht er wenn Schlupf ist??? |
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