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BigSpiD
Anmeldungsdatum: 20.07.2008
Beiträge: 5
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 BigSpiD Verfasst am: 20. Jul 2008 14:58 Titel: Trägheitsmoment, Drehmoment |
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Hi Leute,
ich bräuchte dringend Hilfe bei zwei Aufgaben. Ich hab leider keine Ahnung von Dreh-und Trägheitsmomenten usw. und bin grad am lernen für die Prüfung Anfang September in Experimentalphysik.
Die beiden Aufgaben sind im Anhang.
Zur 5.3 wäre mein Ansatz:
Energieerhaltungssatz
1/2 m v² = 1/2 J w²
dann nach w auflösen und ausrechnen. Ergebnis ist dann 14,14 s^-1
Hier ist aber die Entfernung der Kugel zur Drehachse nicht berücksichtigt und ich wüsste auch nicht, wie man das in die Rechnung mit einbringen könnte. Ich vermute, dass man an dem J etwas ändern muss, da man, je näher man an die Rotationsachse kommt, einen niedrigeren Ausschlag erhält.
Für den Öffnungswinkel, ebenfalls Energieerhaltungssatz mit:
1/2 m v² = 1/2 D* phi²
Als Öffnungswinkel erhalte ich dann 44°, was mir aber auch eher unrealistisch erscheint. Auch weil ich hier die Federkonstante direkt aus der Aufgabenstellung übernommen habe und nicht irgendwie "an das Winkelergebnis" angepasst habe.
Falls mir hier jemand helfen kann, wäre ich sehr dankbar^^
Bei der zweiten Aufgabe, fehlt mir sogar der Ansatz.
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para
Moderator
Anmeldungsdatum: 02.10.2004
Beiträge: 2874
Wohnort: Dresden
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| para Verfasst am: 20. Jul 2008 18:56 Titel: |
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Erstmal  im Forum. 
Könntest du bitte für die zweite Aufgabe ein neues Thema anlegen? Das erleichtert später das Wiederfinden.
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Formeln mit LaTeX |
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para
Moderator
Anmeldungsdatum: 02.10.2004
Beiträge: 2874
Wohnort: Dresden
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| para Verfasst am: 20. Jul 2008 18:59 Titel: |
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Was deine erste Aufgabe angeht: Energieerhaltung wird hier nicht zielführend sein, schließlich bleibt die Kugel in der Tür stecken, leistet also z.B. noch Verformungsarbeit.
Das ganze gestaltet sich analog zum inelastischen Stoß. Nur dass sich hier die Besonderheit ergibt, dass man wahrscheinlich mit dem Drehimpulserhaltungssatz sinnvoller herangehen kann.
Wie weit sich die Tür dann öffnet, kann man in der Tat wieder mit Energieerhaltung lösen.
_________________
Formeln mit LaTeX |
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BigSpiD
Anmeldungsdatum: 20.07.2008
Beiträge: 5
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| BigSpiD Verfasst am: 21. Jul 2008 14:05 Titel: |
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Danke für den Hinweis^^
Dann also mit p = mv für die Kugel und L = Jw für die Tür.
Nur wie kann ich dann die Formeln miteinander verbinden? Darf man p=L setzten? Ich bin wirklich ziemlich schwach in diesem Gebiet^^
Was sagt mir das Trägheitsmoment denn aus? Ist es auf der ganzen Tür konstant?
Wenn ja, kann ich dann mit J=mr² die Masse der Tür berechnen, die für r=1 gilt, oder ist das ein ganz falscher Ansatz?
Weil mit der Masse der Tür könnte man mit dem normalen Impulserhaltungssatz eines inelastischen Stoßes rangehen und die Geschwindigkeit berechnen, nur dass es dann keine Winkelgeschwindigkeit ist.
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noob
Gast
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| noob Verfasst am: 21. Jul 2008 14:54 Titel: |
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Hallo,
das Trägheitsmoment ist anschulich einfach nur ein Verhältnis zwischen Drehmoment und der Winkelbeschleunigung. Sprich es ist eine Grösse für Rotationen um etwas über "Trägheit" auszusagen. Das Trägheit kannst du so verstehen, wie das dir bekannte Trägheit aus der Translation.
Zu deiner Aufgabe:
Lies doch mal in deinem ersten Kapitel in deinem Aufschrieb nach was ihr da unter Kreisbewegungen aufgeschrieben habt. Das Kapitel sollte Kinematik heissen.
Da solltest du etwas finden wie zum Beispiel 
Nein, so etwas wie Drehimpuls und Impuls direkt gleichzusetzen darfst du nicht machen. Kannst du sagen warum nicht?
Hoffe das hilft etwas.
Gruß
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BigSpiD
Anmeldungsdatum: 20.07.2008
Beiträge: 5
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| BigSpiD Verfasst am: 22. Jul 2008 14:24 Titel: |
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hmm habs nochmal angeschaut, nur ich komm irgendwie nicht drauf...^^ ich hasse dieses thema^^ kein problem mit thermodynamik und E-Lehre usw., aber mit Mechanik.......
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erkü
Anmeldungsdatum: 23.03.2008
Beiträge: 1414
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| erkü Verfasst am: 23. Jul 2008 14:04 Titel: |
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| BigSpiD hat Folgendes geschrieben: | | ...^^ ich hasse dieses thema^^ kein problem mit thermodynamik und E-Lehre usw., aber mit Mechanik....... |
Hi,
bei Mechanik einfach ( ) "ganz mechanisch" vorgehen.
Der Trick bei der Aufgabe im Saloon besteht darin, daß man der in der Tür steckenden Kugel einen Drehimpuls zuordnet. Also so tut, als ob sich die Kugel im Moment des Einschlags auf einer Kreisbahn bewegt. Das zugehörige Trägheitsmoment der Kugel berechnet sich einfach nach "Steiner".
Nach dem Einschlag ist der so berechnete Drehimpuls gleich dem Drehimpuls der Tür zusammen mit der Kugel. Daraus ergibt sich die Winkelgeschwindigkeit der Tür direkt nach dem Einschlag. Da für die Schwingung der Tür keine Dämpfung angesetzt ist, gilt jetzt der EES, woraus sich alles Weitere ergibt.
Servus erkü
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Das Drehmoment ist der Moment, wo es zu drehen anfängt. :punk: |
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BigSpiD
Anmeldungsdatum: 20.07.2008
Beiträge: 5
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| BigSpiD Verfasst am: 23. Jul 2008 20:52 Titel: |
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aaaah
jetzt muss ich nur noch die "Steiner" Methode kapieren dann sollts gehn^^
Werd dann das Ergebnis gleich posten, sobald ichs raus hab.
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erkü
Anmeldungsdatum: 23.03.2008
Beiträge: 1414
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| erkü Verfasst am: 23. Jul 2008 21:01 Titel: |
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Hi,
zum Problem mit dem nach der StVZO ( ) nicht zulässigen Fahrrad:
1.) Bildung der Momentensumme um den Drehpunkt des blockierenden Rads.
Bei der Berechnung der maximal möglichen Verzögerung kann der Reibungskoeffizient µ zwischen Reifen und Straße durch ein Verhältnis der gegebenen Größen h und l ausgedrückt werden. (Daher in der Aufgabenstellung µ auch nicht angeführt)
2.) Bei der Frage nach dem maximalen Gefälle ohne über den Lenker abzusteigen ( ), muß man sich überlegen, wie weit der Schwerpunkt vor dem Berührungspunkt von Rad und Straße liegen darf.
Servus erkü
_________________
Das Drehmoment ist der Moment, wo es zu drehen anfängt. :punk: |
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BigSpiD
Anmeldungsdatum: 20.07.2008
Beiträge: 5
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| BigSpiD Verfasst am: 24. Jul 2008 19:41 Titel: |
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Danke erkü^^
hat mir sehr geholfen. Werd das dann nochmal mit paar Kollegen durchsprechen, damit das dann auch sitzt für die prüfung 
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Veryyy
Anmeldungsdatum: 14.08.2009
Beiträge: 142
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| Veryyy Verfasst am: 29. Aug 2009 23:18 Titel: |
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Hallo,
ich bin auch gerade bei der ersten Aufgabe und hänge da etwas.
Also ich habe das Trägheitsmoment I mit dem Satz von Steiner berechnet.
Der besagt ja  wobei a hier der Abstand zwischen Einschusspunkt und Drehachse also = 1m ist.
 ist das Trägheitsmoment bzgl der Achse durch den Schwerpunkt.
Jetzt bin ich mir nicht ganz sicher, welches Trägheitsmoment ich hier wählen muss, aber ich glaube das für den Vollzylinder ist das richtige.
Also 
für m setze ich die Masse ein: 8g.
Bei r bin ich mir aber nicht ganz sicher. Muss ich da wieder den Abstand von der Einschussstelle zur Türe nehmen? Dann wäre das r= 1m
Damit ergibt sich dann.
^2+(0.5*0,008kg*(1m)^2))
Stimmt das soweit?
Jetzt möchte ich aber doch noch wissen, wie schnell sich die Türe bewegt.
Also ich kenne die Formel  (das x soll ein Kreuz sein, ich weiß nur nicht, wie man das mit Latex schreibt)
r wäre hier ja wieder 1m nehme ich an. Aber wie komme ich auf w? Vielleicht über die Formel  aber hier fehlt mir wieder L...
Kann mir jemand weiterhelfen?
Gruß Veryyy
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erkü
Anmeldungsdatum: 23.03.2008
Beiträge: 1414
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| erkü Verfasst am: 30. Aug 2009 19:37 Titel: |
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| Veryyy hat Folgendes geschrieben: | Hallo,
ich bin auch gerade bei der ersten Aufgabe und hänge da etwas.
Also ich habe das Trägheitsmoment I mit dem Satz von Steiner berechnet.
Der besagt ja wobei a hier der Abstand zwischen Einschusspunkt und Drehachse also = 1m ist.
ist das Trägheitsmoment bzgl der Achse durch den Schwerpunkt. |
Hi, obige Beziehung ist zwar im Prinzip richtig, aber hier nicht relevant. Die Tür schwingt ja nicht um ihren Schwerpunkt. Zur Vereinfachung der Aufgabe ist deshalb ja auch das MTM der Tür gegeben.
| Veryyy hat Folgendes geschrieben: | Jetzt bin ich mir nicht ganz sicher, welches Trägheitsmoment ich hier wählen muss, aber ich glaube das für den Vollzylinder ist das richtige.
Also
für m setze ich die Masse ein: 8g.
Bei r bin ich mir aber nicht ganz sicher. Muss ich da wieder den Abstand von der Einschussstelle zur Türe nehmen? Dann wäre das r= 1m
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Wie kommst Du bei einer 'Kugel' auf einen Vollzylinder ?
Außerdem kannst Du hier die 'Kugel' als Massenpunkt annehmen, der sich in dem gegebenen Abstand um die Drehachse bewegt.
Deine nachfolgenden Berechnungen sind damit zum Ersten zu umständlich und zum Zweiten auch falsch.
| Zitat: | Jetzt möchte ich aber doch noch wissen, wie schnell sich die Türe bewegt.
Also ich kenne die Formel 
r wäre hier ja wieder 1m nehme ich an. Aber wie komme ich auf w? Vielleicht über die Formel aber hier fehlt mir wieder L... |
Tip: Impulserhaltung (s. meinen Beitrag dazu)
Ciao erkü
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Das Drehmoment ist der Moment, wo es zu drehen anfängt. :punk: |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 31. Aug 2009 09:08 Titel: |
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Erkü | Zitat: | Wie kommst Du bei einer 'Kugel' auf einen Vollzylinder ?
Außerdem kannst Du hier die 'Kugel' als Massenpunkt annehmen, der sich in dem gegebenen Abstand um die Drehachse bewegt.
Deine nachfolgenden Berechnungen sind damit zum Ersten zu umständlich und zum Zweiten auch falsch. |
Erkü ich weiß nicht was du bist jetzt für Pistolen gesehen hast, aber das Projektil ähnelt doch eher einen Vollzylinder als einer Kugel würd ich sagen zur verrrys Verteidigung. ausser du schiehst mit einer Waffe aus dem 15 Jahrhundert aber das wär dann kein Peacemaker.
Aber es stimmt schon, das man hier das Trägheitsmoment einfach aus der Masse des Projektils mit dem Einschlagradius ² rechnen kann.
 [/quote]
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