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dissonanz
Anmeldungsdatum: 25.10.2008
Beiträge: 32
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 dissonanz Verfasst am: 25. Okt 2008 15:50 Titel: Kontaktkräfteberechnung (Kugeln im Glas) - Problem |
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Hallo Leute!
Bin Student im ersten Semester und habe Probleme bei der Lösung einer Aufgabe.
Folgender Fall:
In einem Glas (oder Becher) liegen drei Kugeln starr, ohne sich zu bewegen.
Die obere Kugel bezeichnen wir als Kugel 1, die mittlere als Kugel 2 und die untere als Kugel 3.
In der danebenstehenden oberen Tabelle sehen wir die Durchmesser der Kugeln und in der unteren Tabelle die Gewichtskraft G in Newton.
Die Strecke, die ich mit den grünen Pfeilen gekennzeichnet habe lässt sich berechnen, indem wir die Durchmesser der Kugeln addieren.
Gesucht sind die Kontaktkräfte zwischen den Kugeln und zwischen den Wänden des Bechers und den Kugeln (mit roten Punkten gekennzeichnet) in N.
Nun zu meinem Problem:
Mir fehlt sowohl der Ansatz (z.B. eine vernünftige Formel), als auch der Weg um die gesuchten Größen zu berechnen.
Ich hoffe jemand hat eine Ahnung wie das funktioniert und kann mir bei der Rechnung helfen.
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aVague
Anmeldungsdatum: 04.10.2008
Beiträge: 186
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| aVague Verfasst am: 25. Okt 2008 15:58 Titel: |
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Zeichnen Sie bitte wo was ist , ich sehe nicht , wo ist  es wird auch besser , ob Sie Durchmesser auch malen
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dissonanz
Anmeldungsdatum: 25.10.2008
Beiträge: 32
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| dissonanz Verfasst am: 25. Okt 2008 16:29 Titel: |
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Danke für die zügige Antwort!
Ich habe leider keine Ahnung was N1 etc. bedeutet.
Alles was uns gegeben wurde ist diese Aufgabenstellung und die Angabe, dass die Kraft N=0 sein sollte und das Drehmoment M=0, damit sich das System im Gleichgewicht befindet und somit statisch ist.
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW
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| wishmoep Verfasst am: 25. Okt 2008 16:50 Titel: |
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Ich weiß gar nicht was du mit N + Indizes willst, aVague.
dissonanz, magst du vielleicht einmal skizzenhaft die Kräfte an den Berührepunkten einzeichnen?
Und weiter noch, wie kann man eine Kraft darstellen, die im Winkel von z.B. 30° zum Lot wirkt, wir aber nur die Kraft am Lot gegeben haben?
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 25. Okt 2008 16:53 Titel: |
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"die Kräfte in N" meint, dass du die Kräfte in der Einheit Newton angeben sollst.
Kannst du aus den in der Aufgabenstellung gegebenen Durchmessern der drei Kugeln schon ausrechnen, wie groß jeweils der Winkel ist, den die Verbindungslinien der Kugelmittelpunkte mit den Gefäßwänden bilden? Magst du mal dazu versuchen, in deine Skizze die Größen mit einzuzeichnen, die du kennst, und die Dreiecke mit einzeichnen, von denen du meinst, dass sie dir beim Berechnen der Winkel helfen können?
Und wenn du dann die Winkel hast, magst du mal mit der obersten Kugel anfangen, und deren Gewichtskraft in Komponenten zerlegen, um herauszufinden, mit welcher Kraft sie nach rechts unten gegen die große Kugel drückt?
(Weißt du schon , was eine Komponentenzerlegung eines Vektors ist?)
Zeig am besten mal, wie weit du damit schon kommst, gerne zum Beispiel mit einer Skizze, die du machst und hier reinstellst, und mit Formeln, die du gerne mit Latex hier schreiben kannst 
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aVague
Anmeldungsdatum: 04.10.2008
Beiträge: 186
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW
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| wishmoep Verfasst am: 25. Okt 2008 16:56 Titel: |
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... Kräfte an allen Berührepunkten, bis jetzt haben wir die aus dem Actio est Reactio resultierenden Gegenkräfte der Kugeln aufeinander.
Lass doch dissonanz ein bischen werkeln 
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 25. Okt 2008 17:24 Titel: |
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@aVague: Es ist anders. Die Kräfte, die in der Aufgabenstellung angegeben sind, sind nicht die Kräfte, die du eingezeichnet hast.
aVague, dies ist nicht deine Aufgabe, sondern die des Threaderstellers. Bitte halte dich also zurück, deine Versuche für Lösungsansätze zu posten. Ich kann nicht gleichzeitig deine Lösungsteile korrigieren und dem Threadersteller helfen, das selbst zu schaffen.
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aVague
Anmeldungsdatum: 04.10.2008
Beiträge: 186
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| aVague Verfasst am: 25. Okt 2008 17:38 Titel: |
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Sie sollen sich mehr eindeutig ausdrucken
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW
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| wishmoep Verfasst am: 25. Okt 2008 17:48 Titel: |
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Du sollst entweder Hilfestellungen geben, damit dissonanz die Aufgabe mehr oder minder aus eigener Kraft lösen kann, oder es lassen.
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 25. Okt 2008 17:50 Titel: |
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| aVague hat Folgendes geschrieben: | | Sie sollen sich mehr eindeutig ausdrucken |
Ich finde, die Aufgabenstellung ist eindeutig genug ausgedrückt.
Wenn du den Eindruck hast, so eine Aufgabenstellung sei vielleicht für dich nicht auf den ersten Blick eindeutig verständlich, dann könnte es sein, dass das ähnlich ist wie das Gefühl, das ich manchmal habe, wenn ich versuche, deine Beiträge zu lesen und zu verstehen.
Um jemandem sinnvoll in Physik helfen zu können, reicht es natürlich meistens nicht, gut genug Physik zu können. Wenn man die Aufgabenstellung nicht ähnlich gut lesen kann wie der, dem man hilft, und manchmal Schwierigkeiten hat, seine Erklärungen so zu schreiben, dass der, dem man helfen möchte, sie versteht, dann wird es trotzdem meistens schon schwierig mit dem erfolgreichen Helfen.
Zuletzt bearbeitet von dermarkus am 25. Okt 2008 18:00, insgesamt einmal bearbeitet |
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Herbststurm
Anmeldungsdatum: 05.09.2008
Beiträge: 412
Wohnort: Freiburg i. Brsg.
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| Herbststurm Verfasst am: 25. Okt 2008 17:57 Titel: Re: Kontaktkräfteberechnung (Kugeln im Glas) - Problem |
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| dissonanz hat Folgendes geschrieben: |
Mir fehlt sowohl der Ansatz (z.B. eine vernünftige Formel), als auch der Weg um die gesuchten Größen zu berechnen.
Ich hoffe jemand hat eine Ahnung wie das funktioniert und kann mir bei der Rechnung helfen. |
Hallo,
soviele Formeln wirst du da auch nicht finden, wenn man das nicht unnötig kompliziert macht. (Genau genommen keine einzige Formel ) Ich würde dir raten folgendermaßen vorzugehen:
1.) Zeichne die Gewichtskräfte ein.
2.) Schneide das Glas frei. Damit weisst du was du zu kompensieren hast. Freischneiden sollte bei Statik Aufgaben immer einer der ersten Schritte sein.
3.) und das hast du ja schon zur Hälfte gemacht  Zeichne die Wirklinien aller Kräfte ein. Da fehlen noch ein paar.
4.) nun kannst du das graphisch lösen. Aufgrund der Gegebenen Gewichtskräfte kannst du rekursiv Rückschluss auf den Maßstab bekommen und so Zahlenwerte der anderen Kräfte bekommen, da du diese dann nur abmessen musst und mit dem Maßstab verrechnest.
Gruß
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dissonanz
Anmeldungsdatum: 25.10.2008
Beiträge: 32
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| dissonanz Verfasst am: 25. Okt 2008 19:56 Titel: |
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Erstmal vielen Dank für die zahlreichen Beiträge!
Ich habe nun für jede einzelne Kugel ein Freikörperbild erstellt und die Kräfte in x- und in y-Richtung eingezeichnet.
Leider komme ich nach diesem Schritt, selbst nach langem Überlegen, nicht mehr weiter.
Ist es möglich die Kräfte nun auszurechnen ohne sie abzumessen?
Die Formel, die mir dafür bekannt ist, ist nur:
 Fx=0
und
Fy=0
damit ein Gleichgewicht der Kräfte herrscht und die Körper sich nicht bewegen.
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Herbststurm
Anmeldungsdatum: 05.09.2008
Beiträge: 412
Wohnort: Freiburg i. Brsg.
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| Herbststurm Verfasst am: 25. Okt 2008 20:13 Titel: |
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| dissonanz hat Folgendes geschrieben: |
Ist es möglich die Kräfte nun auszurechnen ohne sie abzumessen?
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Ja, das ist genau der Vorschlag den dermarkus dir genannt hat. Allgemein gibt es bei Statikaufgaben immer zwei Wege. Den rechnerischen, oder den zeichnerischen. Welchen man wählt hängt von eigener Motivation und vom Problem ab. Hier führt beides mit etwa gleich viel Arbeit zum Ziel.
Wenn du es möchstest, dann kannst du es ja Rechnen und dann Zeichnen. So siehst zum Beispiel die Ungenauigkeiten, denn jede Messung die es gibt ist immer mit einem Meßfehler behaftet.
| dissonanz hat Folgendes geschrieben: |
Fx=0
und
Fy=0
damit ein Gleichgewicht der Kräfte herrscht und die Körper sich nicht bewegen. |
Das ist richtig
| dissonanz hat Folgendes geschrieben: |
Leider komme ich nach diesem Schritt, selbst nach langem Überlegen, nicht mehr weiter.
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Mit deinem frei schneiden bin ich einverstanden. Sieht gut aus
Als nächstes könntest du dir die Wirklinien ansehen.
Alle graphischen Lösungsverfahren in der Statik, egal ob klassische Vektoraddition, oder Schnittlinienverfahren setzen die Wirklinien in Relation. Das wäre hier der nächste Schritt.
Gruß
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dissonanz
Anmeldungsdatum: 25.10.2008
Beiträge: 32
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| dissonanz Verfasst am: 26. Okt 2008 17:19 Titel: |
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Ich werde mich ausführlich damit beschäftigen und gegen Ende der Woche meine Ansätze veröffentlichen! Hoffe ihr seid dann noch dabei!
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