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Haftreibung...
 
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Blacks



Anmeldungsdatum: 18.10.2007
Beiträge: 84

Beitrag Blacks Verfasst am: 22. Jul 2008 00:08    Titel: Haftreibung... Antworten mit Zitat

Hallo zusammen!
Es ist zwar schon spät, aber vll kann ich ja morgen früh zum aufstehen was hilfreiches lesen;)

Es geht um Haftreibung, genauer gesagt um den Normalenvektor, der soweit ich weiss das Gegenstück zur Anpresskraft darstellt. Ich weiss, dass dieser Normalenvektor senkrecht auf die Kontaktfläche stehen muss. Meine Frage ist aber, ob die Orientierung dieses Vektors beim Freischneiden frei zu wählen ist, oder ob er auf die Körper zulaufen oder von ihnen weglaufen muss.

Ich hoffe, dass ist verständlich formuliert.
Vielen Danke schonmal für die Antworten!
Murkrow



Anmeldungsdatum: 09.10.2007
Beiträge: 65

Beitrag Murkrow Verfasst am: 22. Jul 2008 00:54    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo

Normalenvektor?

Also die Normalkraft ,bewirkt ein Anpressen des Körpers auf die Unterlage (Also deine Anpresskraft)

Hier ist ein Bild der Haftreibung
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/thumb/a/a2/Reibung.jpg/340px-Reibung.jpg

Voraussetzung für das Auftreten von Haftreibung ist, dass sich zwei Körper berühren und dass die Berührungsfläche unter einem gewissen Druck steht. Wenn dann eine äußere Kraft Fa einen der beiden Körper entlang der Berührungsfläche gegenüber dem anderen zu verschieben sucht, dann baut sich eine entgegengesetzte, betragsgleiche Kraft -Fa auf, die eine Relativbewegung der beiden Körper verhindert.

Der genaue Sprachgebrauch ist nun uneinheitlich: Haftreibung bezeichnet

entweder die in einer konkreten Situation tatsächlich wirkende Haftkraft (auch als Ruhereibung bezeichnet) -Fa
oder den maximalen Betrag, den diese Haftkraft für ein bestimmtes Körperpaar annehmen kann (auch als Losbrechmoment bezeichnet).
In manchen Kontexten mag es der Verständlichkeit dienen, das Wort „Haftreibung“ zu vermeiden und stattdessen von „Haftkraft“ und „maximaler Haftkraft“ zu sprechen (vgl. Herrmann 2003). In letzter Zeit wird bevorzugt das Wort Haftung für die Kraft selbst benutzt, die Bedeutung bleibt aber wie bisher gleich. Haftreibung beschreibt dann das Phänomen an sich.

Haftreibung unterscheidet sich von jeder anderen Form von Reibung dadurch, dass keine Energie umgewandelt und keine Wärme erzeugt wird.

Mit anderen Formen der Reibung hat die Haftreibung gemeinsam, dass sie von Materialeigenschaften und Oberflächenbeschaffenheit abhängt und deshalb nur in grober Näherung durch eine einfache physikalische Gesetzmäßigkeit beschrieben werden kann

Quelle : http://de.wikipedia.org/wiki/Haftreibung

Meinst du mit Freischneiden ,z.B (Man schneidet ein Stück Holz im Winkel Alpha 180 Grad?)


Ich denke der Verktor "Lauft dir nicht Weg"

Also ich betrachte ,das als in etwa schiefe Ebene und da bildet sich ein Rechteck .
Meine Zeichung ist vielleicht nicht ganz verständlich.
Auf jedenfall bewegt sich der Vektor Weg ,wenn sich auch die Scheibe wegbewegt (Links nach Rechts z.B),also wenn du sie drehst bleibt der Vektor(0-360 Grad).Noch schwierig zu erläutern,da man die Scheibe im 90 Grad Winkel setzen kann und so weiterschneiden könnte.
Dann wären die Vektoren anders wahrscheinlich,aber bestimmt auch die Resultate.
Zum Beispiel du bohrst ein Loch in den Boden und ein Loch in die Wand.
Eigentlich sollten ja die Ergebnisse gleich sein,wenn man die Gravitation nicht mitberechnet.
Ich hoffe ich hab dir geholfen .
Physik ist wirklich was Haue / Kloppe / Schläge Thumbs up! COOLES

Gruss

Murkrow



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Haftreibung

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Gargy



Anmeldungsdatum: 24.11.2006
Beiträge: 1046

Beitrag Gargy Verfasst am: 22. Jul 2008 09:04    Titel: Antworten mit Zitat

Der Normalenvektor zeigt laut Konvention immer nach außen.
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Ich habe ins Blaue geschossen und ins Schwarze getroffen - Friedrich Dürrenmatt
Blacks



Anmeldungsdatum: 18.10.2007
Beiträge: 84

Beitrag Blacks Verfasst am: 22. Jul 2008 10:55    Titel: Antworten mit Zitat

Ich finde, dass "nach außen" unglücklich formuliert ist, zumindest hilft es mir nicht weiter.

Betrachten wir die Wiki-Bilder von Murkrow.
Der Normalevektor ist hier vom Boden zur Kontaktfläche eingezeichnet, also nach meinem Verständnis nach "innen".
Man kann den Vektor aber auch auf seiner Wirkungslinie verschieben, sodass er von der Kontaktfläche in den Körper hinein in Richtung Himmel zeigen würde, also nach "außen".
Oder liege ich falsch?
Murkrow



Anmeldungsdatum: 09.10.2007
Beiträge: 65

Beitrag Murkrow Verfasst am: 22. Jul 2008 13:43    Titel: Antworten mit Zitat

Ja ich denke ,das das nicht geht,weil der "Boden" ,eine Grenze setzt.
Da die Gewichtskraft drückt und der Normalvektor in richtung Himmel.
Somit sollte das nicht gehen ,da die 2 Kräfte aufeinander drücken und ein Heben des unteren Vektors ,würde bedeuten ,das der Kasten in die Luft gedrückt wäre,also wie ne Hydraulische Pumpe.

Somit träte doch das Gesetz Actio Reactio auf..
Körper können immer nur wechselseitige Kräfte aufeinander ausüben.Die Kräfte,die zwei Körper wechselseitig ausüben,sind gleich gross und entgegengesetzt gerichtet.
Quelle Mathemathische Prinzipien Isaac Newton

Bei der Betrachtung von Kräften (in der Statik oder in der Physik) wird der Begriff Wirkungslinie häufig verwendet. Bei dem Axiom Kraft gleich Gegenkraft ist vorausgetzt, dass beide Kräfte eine gemeinsame Wirkungslinie haben. Innerhalb dieser einen Geraden haben sie dann gegensätzliche Richtungen. Dabei können auf der Geraden - eben auf der Wirkungslinie - zwei verschiedene Angriffspunkte gegeben sein. In der Statik wird bei vielen Methoden die jeweils betrachtete Kraft auf der Wirkungslinie soweit verschoben gedacht, bis eine „vereinfachte“ Figur im Zusammenhang mit anderen Kräften entsteht (Kraftdreieck oder Kräfteparallelogramm). Meistens geht es um den Schnittpunkt zweier Wirkungslinien.

Quelle http://de.wikipedia.org/wiki/Wirkungslinie

Ich hoffe das hilft dir weiter

Rock

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Blacks



Anmeldungsdatum: 18.10.2007
Beiträge: 84

Beitrag Blacks Verfasst am: 22. Jul 2008 14:42    Titel: Antworten mit Zitat

Ehrlich gesagt nicht wirklich...

Das, was du geschrieben hast, ist mir schon klar und ich weiss auch,dass ich den Vektor auf seiner Wirkungslinie verschieben darf...

Da meine Frage noch nicht geklärt ist, versuche ich sie nochmal neu zu formulieren:
Um die Haftreibung zwischen 2 Körpern darzustellen, benötige ich die Haftreibungskraft und die Normalenkraft.
Wenn ich nun diese Körper freischneide, sie also seperat betrachte, muss ich beide Kräfte jeweils an beiden Körper eintragen,mit gleicher Intensität, aber entgegengesetzter Orientierung.
Von der Haftreibungskraft weiss ich, das sie am beweglichen Körper der Bewegung entgegenwirkt ist, also am unbeweglichen Körper genau entgegengesetzt wirkt.
Von der Normalenkraft weiss ich nur, dass sie senkrecht auf die Kontaktfläche stehen muss.
Muss die Normalenkraft nun am beweglichen Körper in Richtung des unbeweglichen Körpers verlaufen, oder von dem unbeweglichen Körper weg, oder st die Orientierung egal?

Ich hoffe, es blickt noch jemand durch...
Murkrow



Anmeldungsdatum: 09.10.2007
Beiträge: 65

Beitrag Murkrow Verfasst am: 22. Jul 2008 17:34    Titel: Antworten mit Zitat

Blacks hat Folgendes geschrieben:
Ehrlich gesagt nicht wirklich...

Das, was du geschrieben hast, ist mir schon klar und ich weiss auch,dass ich den Vektor auf seiner Wirkungslinie verschieben darf...

Da meine Frage noch nicht geklärt ist, versuche ich sie nochmal neu zu formulieren:
Um die Haftreibung zwischen 2 Körpern darzustellen, benötige ich die Haftreibungskraft und die Normalenkraft.
Wenn ich nun diese Körper freischneide, sie also seperat betrachte, muss ich beide Kräfte jeweils an beiden Körper eintragen,mit gleicher Intensität, aber entgegengesetzter Orientierung.
Von der Haftreibungskraft weiss ich, das sie am beweglichen Körper der Bewegung entgegenwirkt ist, also am unbeweglichen Körper genau entgegengesetzt wirkt.
Von der Normalenkraft weiss ich nur, dass sie senkrecht auf die Kontaktfläche stehen muss.
Muss die Normalenkraft nun am beweglichen Körper in Richtung des unbeweglichen Körpers verlaufen, oder von dem unbeweglichen Körper weg, oder st die Orientierung egal?

Ich hoffe, es blickt noch jemand durch...

Ich kanns mir schon vorstellen,aber kannst du vielleicht ne Zeichnung dazu geben?

Danke

Gruss

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Gargy



Anmeldungsdatum: 24.11.2006
Beiträge: 1046

Beitrag Gargy Verfasst am: 22. Jul 2008 20:08    Titel: Antworten mit Zitat

Blacks hat Folgendes geschrieben:
Von der Normalenkraft weiss ich nur, dass sie senkrecht auf die Kontaktfläche stehen muss.
Muss die Normalenkraft nun am beweglichen Körper in Richtung des unbeweglichen Körpers verlaufen, oder von dem unbeweglichen Körper weg, oder st die Orientierung egal?


Richtig, deswegen heißt die Kraft Normalenkraft - sie steht "normal" zur Fläche. Mit deinen Forumlierungen komme ich nicht ganz hin. Wo willst du das alles hinverschieben?
Der Normalenvektor steht nicht nur senkrecht zur betrachteten Fläche, sondern zeigt auch von ihr weg.

Betrachtest du in einem hohlen Quader zum Beispiel die innere Grundfläche, so wird der Normalenvektor in den Quader zeigen. Betrachtest du die äußere Seite der Grundfläche, zeigt der Vektor nach außen. Das hat keine physikalische Bedeututng, sondern ist eine Vereinbarung.

Wird die Grundfläche eines Körpers betrachtet, zeigt der Normalenvektor sicherlich nach außen - denn das Innere interessiert bei einer Reibungsaufgabe wahrscheinlich nicht (also nicht wie in dem Bild).

Vielleicht solltest du, wie Murkrow schon vorgeschlagen hat, mal eine Zeichnung hier reinstellen, damit wir genau wissen, was du meinst.

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Blacks



Anmeldungsdatum: 18.10.2007
Beiträge: 84

Beitrag Blacks Verfasst am: 23. Jul 2008 17:41    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, hat ein bisschen gedauert, aber hier sind die Bilder...
Es geht um folgende konkrete Aufgabe:

http://www.pictureupload.de/pictures/230708174727_Mechanik1b.JPG
(ganz rechts habe ich versehentlich die 2 von m_2 abgeschnitten, wen es interessiert...)

Meine Skizze dazu sieht folgendermaßen aus:

http://www.pictureupload.de/pictures/230708174903_Mechanik1a.JPG

Nun meine Frage:
Ist die rote Orientierung von N richtig, oder die Blaue, oder sind beide möglich?
Gargy



Anmeldungsdatum: 24.11.2006
Beiträge: 1046

Beitrag Gargy Verfasst am: 23. Jul 2008 19:00    Titel: Antworten mit Zitat

Also erstmal kannst du hier auch Bilder hochladen. Dazu einfach unter dem Textfeld, in das du schreibst bei "Attachement hinzufügen" auf "Durchsuchen" klicken.

Zu deiner Skizze... Ich nehme an, du suchst die Orientierung der Normalenkraft der Masse am Anpresspunkt. Hier ist die Normalenkraft dann nach unten gerichtet. Die Gewichstkraft hat nur eine Normalkomponente, da sie senkrecht zum Boden zeigt.

Blau und rot ist ein wenig schwer zu erkennen. Ich habe mal einen blauen Punkt an die Stelle gemacht, an der ich die Normalenkraft einzeichnen würde (nach unten). Die Größe dieser Kraft ergibt sich aus und dem Hebelgesetz.

Da du immer so darauf behaarst, dass der Vektor irgendwie zum Himmel zeigen würde, würde mich schon mal interessieren, wie du darauf kommst?! Kennst du die Lösung und verstehtst sie vielleicht nur nicht vollständig?



230708174903_Mechanik1a.JPG
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230708174903_Mechanik1a.JPG



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Beitrag Blacks Verfasst am: 23. Jul 2008 20:11    Titel: Antworten mit Zitat

Also entweder verstehe ich deine Erklärung nicht richtig, oder du verstehst meine Frage nicht...

ich versuchs nochmal grübelnd

Es geht hierbei um Haftreibung zwischen den beiden Körpern mit der Masse m_1 und m_2.
An deinem blauen Punkt am Körper mit der Masse m_2 kommt eine Normalenkraft hin, das ist schon klar, aber es muss ja auch eine entgegengesetzte Normalkraft am Körper mit der Masse m_1 wirken, genauso wie entgegengesetzte Haftreibungskräfte wirken.
Wo die beiden Normalenkräfte wirken weiss ich, aber nicht, wie sie orientiert sein müssen. In anderen Worten:
Welche der beiden Skizzen ist richtig?



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Gargy



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Beitrag Gargy Verfasst am: 23. Jul 2008 22:02    Titel: Antworten mit Zitat

Also zwischen und gibt's überhaupt keine Haftreibung, weil die sich nämlich beide nicht berühren Augenzwinkern Berührung ist nur im Anpresspunkt der Bremsbacke zur Seiltrommel.

Aber ich versteh schon, was du meinst. Deine rote Variante ist die richtige, aber du musst den Pfeil schon in seinen Angriffspunkt verschieben (also auf die Grenzfläche setzen - der fängt ja nicht irgendwo an).



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Anmeldungsdatum: 18.10.2007
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Beitrag Blacks Verfasst am: 23. Jul 2008 22:18    Titel: Antworten mit Zitat

Ja klar, du hast Recht...da hab ich in der Eile Mist geschrieben mit m_1 und m_2...
Es geht natürlich um die Reibung zwischen Bremsbacke und Trommel... Hammer

Die Verschiebung in den Angriffspunkt ist doch nur eine kosmetische Operation, oder? Denn an der Berechnung ändert das ja nichts, soweit ich weiss...

Dass du sagt, die rote Variante ist die Richtige freut mich, denn das ist nämlich meine Variante.
Seltsamerweise wurde aber in der Musterlösung die blaue Variante gewählt...
Ich habe beide Varianten durchgerechnet und es kommen unterschiedliche Ergebnisse heraus.
Kannst du mir denn sicher sagen, dass die blaue Variante auch definitiv falsch ist?
Gargy



Anmeldungsdatum: 24.11.2006
Beiträge: 1046

Beitrag Gargy Verfasst am: 24. Jul 2008 09:28    Titel: Antworten mit Zitat

Naja, du sagst ja selbst, dass die Verschiebung des Angriffspunkt eine "kosmetische" Operation ist. Man kann also auch die blaue Variante erhalten... Mein Ansatz wäre die rote Varante gewesen, aber blau müsste auch gehen.

Das da dann was anders raus kommt, ist mir jetzt auf den ersten Blick gar nicht so klar grübelnd

Du kannst halt deine beiden Rechenwege mal hier reinstellen und wir gucken drüber.

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Anmeldungsdatum: 18.10.2007
Beiträge: 84

Beitrag Blacks Verfasst am: 24. Jul 2008 11:03    Titel: Antworten mit Zitat

Ok...hier der Rechenweg der roten Variante:















Und jetzt die blaue Variante:















In der Klammer wurde also aus +1 --> -1...
Hab ich falsch gerechnet?
Gargy



Anmeldungsdatum: 24.11.2006
Beiträge: 1046

Beitrag Gargy Verfasst am: 24. Jul 2008 11:48    Titel: Antworten mit Zitat

Äähhh, nee, ok, das sprengt mal eindeutig meinen Rahmen.

Das einzige, was ich rauslese, ist, dass die Richtung mit deinem Ansatz scheinbar doch entscheidend ist... aber da sind soviel unbekannte Bezeichnungen drin (, , ) - puh.

Vielleicht schaut mal noch jemand anders drüber.

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Anmeldungsdatum: 18.10.2007
Beiträge: 84

Beitrag Blacks Verfasst am: 24. Jul 2008 12:13    Titel: Antworten mit Zitat

Kein Problem...

ist der Haftreibungskoeffizient und für jedes Material konstant.
L ist einfach der Abstand von Punkt A zur Bremse.
Und H ist die Haftreibungskraft.

Falls mir jemand helfen kann, nur zu!
Blacks



Anmeldungsdatum: 18.10.2007
Beiträge: 84

Beitrag Blacks Verfasst am: 29. Jul 2008 15:52    Titel: Antworten mit Zitat

Ich will ja nicht meckern, aber mir konnte nach immer noch nicht geholfen werden...
Falls jemand noch Ideen hat, nur zu...
erkü



Anmeldungsdatum: 23.03.2008
Beiträge: 1414

Beitrag erkü Verfasst am: 29. Jul 2008 18:56    Titel: Antworten mit Zitat

Blacks hat Folgendes geschrieben:

...
Wo die beiden Normalenkräfte wirken weiss ich, aber nicht, wie sie orientiert sein müssen. In anderen Worten:
Welche der beiden Skizzen ist richtig?

Hi,
die rechte Skizze ("blaue" Kräfte) ist die richtige!

Begründung:
Die nach unten wirkende Normalkraft erzeugt eine nach links wirkende Reibungskraft (entgegen der Bewegungsrichtung der Trommel).
Beim Freischneiden des Systems verbleiben Reibungskraft und Normalkraft nach unten an der Trommel.
An dem Hebel sind diese Kräfte demnach mit der entgegengesetzten Richtung anzutragen.Lehrer

Tschüß erkü

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Das Drehmoment ist der Moment, wo es zu drehen anfängt. :punk:
Blacks



Anmeldungsdatum: 18.10.2007
Beiträge: 84

Beitrag Blacks Verfasst am: 31. Jul 2008 08:05    Titel: Antworten mit Zitat

Das ist doch mal eine klare Aussage...dafür schonmal vielen Dank!

Zu deiner Begründung:
Du setzt einfach voraus, dass die Normalkraft nach unten zeigt. Ist dies eine Vereinbarung und damit die rote Variante definitiv falsch?
erkü



Anmeldungsdatum: 23.03.2008
Beiträge: 1414

Beitrag erkü Verfasst am: 31. Jul 2008 14:08    Titel: Antworten mit Zitat

Blacks hat Folgendes geschrieben:
...
Zu deiner Begründung:
Du setzt einfach voraus, dass die Normalkraft nach unten zeigt. Ist dies eine Vereinbarung und damit die rote Variante definitiv falsch?

Hi,

1. System noch nicht frei geschnitten, dann entsprechend dem natürlichen Empfinden Normalkraft nach unten. Richtung der Reibungskraft ergibt sich aus der Bewegungsrichtung.

2. System frei geschnitten und bisher angesetzte Kräfte verbleiben an der Trommel, dann zwangsläufig diese Kräfte an der Bremsstange in umgekehrter Richtung, damit die festgelegte Zuordnung zwischen Normalkraft und Reibungskraft erhalten bleibt.
Ist auch anschaulich: Die Reibungskraft versucht die Bremsstange nach rechts zu bewegen. Also ist die Normalkraft an der Stange nach oben anzutragen.

3. Die rote Variante ist m.E.n. definitiv falsch, weil die Zuordnung nicht erhalten bleibt!

Ciao

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Gargy



Anmeldungsdatum: 24.11.2006
Beiträge: 1046

Beitrag Gargy Verfasst am: 31. Jul 2008 15:50    Titel: Antworten mit Zitat

Hi, was bedeutet eigentlich "freischneiden"?
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Blacks



Anmeldungsdatum: 18.10.2007
Beiträge: 84

Beitrag Blacks Verfasst am: 01. Aug 2008 00:03    Titel: Antworten mit Zitat

Tut mir leid, wenn ich nochmal nachhacke, aber:
Ich bin schon sehr zufrieden damit, dass du mir klar sagen kannst, was richtig und was falsch ist.
Aber eine Kleinigkeit ist noch nicht optimal.

"entsprechend dem natürlichen Empfinden Normalenkraft nach unten"

sowas kann ich in einer Klausur nicht schreiben. Entweder ergibt sich das aus einer logischen Konsequenz, wie bei der Reibungskraft, oder es gibt eine offizielle Vereinbarung.
Das ist hier immerhin Physik und da ist alles definiert und bestimmt...Eigentlich haben hier Empfinden und Gefühl nichts zu suchen.

Aber bitte nicht falsch verstehen. Ich bin sehr dankbar für die Hilfe, nur will ich es zu 100% verstehen.
erkü



Anmeldungsdatum: 23.03.2008
Beiträge: 1414

Beitrag erkü Verfasst am: 01. Aug 2008 02:10    Titel: Antworten mit Zitat

Blacks hat Folgendes geschrieben:

Aber eine Kleinigkeit ist noch nicht optimal.

"entsprechend dem natürlichen Empfinden Normalenkraft nach unten"

sowas kann ich in einer Klausur nicht schreiben. Entweder ergibt sich das aus einer logischen Konsequenz, wie bei der Reibungskraft, oder es gibt eine offizielle Vereinbarung.

OK, wenn Du das in einer Klausur begründen willst (mußt), dann würde ich sagen, Richtung der Normalkraft (nicht Normalenkraft) gleich der Richtung der Gewichtskraft an der Bremsstange.
("entsprechend dem natürlichen Empfinden Normalkraft nach unten").

Eine offizielle Vereinbarung gibt es m.W. nach nicht.

Wichtig dabei ist, daß beim Freischneiden die Zuordnung bzw. deren symmetrische Umkehrung nach dem Prinzip "actio = reactio" erhalten bleibt.

Ciao

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