Freimachen

lena18 · Anmeldungsdatum: 11.10.2009 Beiträge: 464

habe bei einem Test, das System folgend freigemacht.

Leider weiß ich nicht, ob es so stimmte.
Könnte mir vllt. jemand sagen, wie man am Besten abschätzen kann, wie die Kräfte im Gelenk wirken?

Sprich, wann gibt es 2 Komponenten, wann nur eine (horizontal oder vertikal etc.)

Meine Meinung hier ist, dass es 2 Komponenten geben muss, weil durch das Hochziehen der Zange eine schräge Kraft auf das Gelenk wirken muss... grübelnd

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3249

Ganz einfach, nur rein jetzt das du es kapierst zeichne wie du meinst eine schräge Kraft vom Gelenk und dann mach das Gelenk frei halte dich strikt an actio reactio zu welchen Ergebnis kommst du.

Dann zeig ich dir eine andere Methode.

Du hast mich in einem anderen Thread gefragt was man machen kann, um das Grundkonzept zu verbessern.

Fürs erste gibt es mal 4 Grundoperationen von Kräften.

Paralleogrammsatz, Erweiterungssatz, Längsverschiebungssatz.

und der letzte der wichtigste der Parallelverschiebungssatz

ich glaube die ersten drei kennen die meisten, den letzten von dem wissen einige gar nichts. der ist aber genauso leicht zu kapieren aber sehr wertvoll.

Dann lerne den Unterschied zwischen einen Kraftmoment und einem Drehmoment. Von dem wissen die meisten auch nichts, der bringt aber einiges, ist wohl in vergessenheit geraten. Wenn ich das bei meinen alten Mechanik Professor nicht gewußt hätte, hätts einen auf den Deckel gegeben.,.

Packo · Gast

lena,
die Gelenkkraft muss horizontal wirken!
Dies ersieht man wie folgt:

betrachte zunächst die gesamte Greifzange mit der Last. Es wirken 3 äußere Kräfte: die Gewichtskraft des Blockes und die beiden Griffkräfte F.
Diese müssen im Gleichgewicht sein, also F_B = 2*F

Alle anderen von dir gezeichneten Kräfte sind innere Kräfte. Sie ändern nichts an den äußeren Kräften. Sie treten immer paarweise auf und heben sich gegenseitig auf. Z.B. Normalkraft auf den Block = Normalkraft auf das Zangenmaul. Ebenso alle Reibungs- und Gelenkkräfte.

Da die Anordnung streng symmetrisch ist, müsste einer Gelenkkraft auf die linke Zangenhälfte, die, sagen wir, nach links oben weist, auch eine Gelenkkraft auf die rechte Zangenhälfte, die nach rechts oben gerichtet ist, entsprechen.
Diese beiden Kräfte hätten aber eine vertikale Komponente, die durch keine andere Kraft aufgehoben wird. Dies würde das oben beschriebene Gleichgewicht stören.

Die einzige Möglichkeit, dass die beiden symmetrischen Gelenkkräfte (auf linke und rechte Zangenhälfte) sich gegenseitig aufheben, ist, dass sie horizontale Richtung haben. q.e.d.

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3249

das wäre die 2 Methode gewesen, actio reactio im inneren muß sich auslöschen, über bleiben die Systemendgrenzen mit F FR, und FN die müssen sich gegenseitig aufheben und damit kommts zu dem was packo erklärt hat.

Jedoch stimmt das nicht ganz bzw. nur für den Fall v=const.

Beim Beschleunigen tritt tatsächlich eine schräge Kraft auf das Gelenk auf.

den die Gelenkszange muß Impulsaufnehmen. Es wirkt ne Trägheitskraft im Schwerpunkt des Gelenks

lena18 · Anmeldungsdatum: 11.10.2009 Beiträge: 464

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3249

Nein du mußt die andere Hälfte auch freimachen dann siehst du das du mit actio reactio nie und nimmer auf eine Symmetrie kommst.

eine schräge Kraft könnte nur wirken wenn du die Kraft F auf beiden Hebeln unsymmetrisch verteilst.

Bei der Beschleunigung gibts eine schräge Kraft den auf das Gelenk muß eine Resultierende nach oben wirken. bzw oder anders die Trägheitskraft gegen die Beschleunigungsrichtung muß aufgehobenen werden.

Die Trägheitskraft kommt neu zu den Systemendgrenzen hinzu, den sie führt das in den Impuls des Gelenks ab.
ausser du betrachtest das Gelenk masselos.

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3249

außerdem stelle ich fest das du noch immer nicht frei machen kannsd bzw actio reactio nicht anwenden kannsd.

du zeichnest die schräge Kraft F sowohl am Hebel als auch am Gelenk in der selben Richtung ein.

Man das kann doch nicht so schwer sein. das ist doch wie wenn ich sage sortiere blaue wäsche von gelber wäsche, das kapiert doch jeder, du haust immer blau und gelb durcheinander

Okay sorry , Rücknahme, Index 2 übersehen,

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Rechtschreibung Big Laugh

lena18 · Anmeldungsdatum: 11.10.2009 Beiträge: 464

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3249

Bei beschleunigung kommt diese vertikale durch die Trägheitskraft gegen die Beschleunigung nach oben.

mgelenk*a. bzw hast du jetzt eine Resultierende nach oben auf das Gelenk, das Gelenk wird mit Fres=mgelenk*a beschleunigt

mit der Trägheitskraft hast du weiterhin einen Gleichgewichtsfall.

für v=const wäre diese Lösung nicht zulässig den wer oder was soll diese vertikale Kraft aufbringen. Ein Unsichtbarer der gegen das Gelenk drückt?

verstehst du?

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3249

wenn du jetzt 4 gelenkskräfte einzeichnest dann muß du die anderen zwei naütlich auch wieder auf den Hebel einzeichnen, denn von wem sollen die Gelenkskräfte kommen ausser vom Hebel.

Oder wie gesagt du glaubst an Geister.

lena18 · Anmeldungsdatum: 11.10.2009 Beiträge: 464

dann würde zB beim Heben der linke Hebel in meiner Skizze auf das Gelenk drücken mit FGel2 und das Gelenk wiederum mit FGel2 auf den Hebel zurück. Gleichzeitig aber das Gelenk auf den rechten Hebel und der Hebel zurück auf das Gelenk mit Fgel.

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3249

ja und was kommt im Endeffekt wieder raus eine horizontale oder etwa nicht.

wenn du diese Kräfte als einheitliche Kraft vom Gelenk addierst.

es kann somit keine schräge Kraft wirken

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3249

willsd du das vielleicht unter beschleunigung betrachten und zusätzlich Gewicht der Zange.
dazu kannsd du in sämtlichen Einzelteilen der Zange samt Objekt das gehalten werden soll im Schwerpunkt die Gewichtskraft und zusätzlich bei beschleunigung nach oben die Trägheitskraft einzeichnen entgegen der Beschleunigungsrichtung, also in gleiche Richtung wie die Gewichtskraft.

und deine Gleichgewichte anschreiben.

oder zumindest mal freimachen

Packo · Gast

lena,
lass dich doch nicht verwirren!
Wie Da gibt es keine Beschleunigungen!

Genauso könnte ich sagen, was der VeryApe da rechnet ist falsch, denn er berücksichtigt nicht die Rotation der Zange.

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3249

packo wenn du die Zange aus dem Stillstand hochzieht gibt es keine Beschleunigung?.

Es wirkt schon alleine eine schräge Kraft wenn du die Masse der Zange insbesondere des Gelenks berücksichtigt.

Packo Rotation?.

Vielleicht hast du es schon mal geschafft eine Zange hochzuheben ohne das sie dir rotiert weil die Summe der Drehmomente null waren.

Ob die Summe der Drehmomente null sein können siehst du wenn du die Stange freimachst mit Trägheitskräften im Schwerpunkt.

Ich kann dir im voraus sagen das sich die Zange nicht drehen wird wenn du sie symmetrisch belastest mit F nach oben. und selbst wenn du sie nicht symmetrisch nach oben belastet kannsd du das ausgleichen mit deiner Handfläche Gegendrehmoment.

Du hast mal in einem Thread zu jemanden gesagt wieso antwortest du wenn du keine Ahnung hast.

Ich unterstelle dir mal hier das du davon anscheinend überhaupt keine Ahnung hast.

Packo · Gast

VeryApe,
aus deinen Beiträgen nehme ich an, dass Deutsch nicht deine Muttersprache ist. Dies erklärt dann auch, weshalb du meine Ausführungen missverstanden hast.

Deshalb nochmal etwas deutlicher:
ich habe nur von Rotation der Zange gesprochen, weil ich damit sagen wollte, es sei genauso dumm von Rotation zu sprechen wie von einer Beschleunigung der Zange.
Bei dieser Aufgabe gibt es weder Beschleunigung noch Rotation! Es ist eine Aufgabe der Statik.

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3249

Nachtrag: Damit meine ich jetzt wie man mit Dalembertschen Trägheitskräften arbeiten kann, das andere passt ja.

Man muß es auch nicht wissen.

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3249

packo, kann es sein das du vielleicht meine sachen nicht deutlich liest.
Ich hatte doch geschrieben das deine Antwort richtig ist bei v=const und wenn man die Gewichtskräfte der Zange vernachlässigt, Gewichtskräfte der Zange gehören im allgemeinen ebenfalls zur Statik, aber egal wäre sie masselos passt ja.

Der Author des Threads hat am Anfang folgendes geschrieben

[quote ="lena"]
Meine Meinung hier ist, dass es 2 Komponenten geben muss, weil durch das Hochziehen der Zange eine schräge Kraft auf das Gelen...
[/quote]

Ich wollte darauf hinweisen das das tatsächlich stimmt wenn man die Beschleunigung mitbetrachtet die nötig ist um den Zange aus dem Stillstand hochzuziehen.

Dein Einwand mit der Rotation verstehe ich nicht, dazu müsste ich wohl noch einges dazu lernen damit ich in deinen dimensionen denken kann.

lena18 · Anmeldungsdatum: 11.10.2009 Beiträge: 464

so ich habe es mal unter Berücksichtigung der Beschleunigung aufgezeichnet.

stimmts so?

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3249

Wenn dich das interessiert machst du am einfachsten mal die Zange nur mit Gewichtskräften frei. denn die Gewichtskraft ist im Prinzip nichts anderes als eine dalembertsche Trägheitskraft in den Skizzen, zumindestens ist sie das seit Einstein daher kam.

Genauso funktioniert das dann mit den Trägheitskräften aufgrund einer Beschleunigung

lena18 · Anmeldungsdatum: 11.10.2009 Beiträge: 464

meinst du mit Stange nun den Hebel?
da wirkt bei einem Hebel dann ja nur eine Kraft, das wäre dann die Gewichtskraft.. grübelnd

also insgesamt m*g+m*a bei beschleunigung

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3249

Zunächst mal nur mit Gewichtskräften in den einzelnen Elementen. ich meinte zange und hatte stange geschrieben.

Kannsd ja mal versuchen ob das alleine hinbekommst,

Die Schwerpunkte der Hebel nimm mal am einfachsten gleich im Drehpunkt an. oder irgendwo daneben auch egal.

lena18 · Anmeldungsdatum: 11.10.2009 Beiträge: 464

so.. habs mal gezeichnet

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3249

und wo bleiben die anderen Kräfte und das Objekt das gehoben wird, das Teil in der Aufgabenskizze in der Zange

lena18 · Anmeldungsdatum: 11.10.2009 Beiträge: 464

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3249

ich meinte mit nur mit Gewichtskräften das du die Trägheistkräfte aufgrund von beschleunigung zunächst mal weglässt und alles andere natürlich dazu zeichnest.

Erweiterung um Gewichtskräfte

und ich meinte die zange wie in der Aufgabenstellung, von dieser reden wir doch hier die ganze zeit oder. da hängt ein Objekt dran da gibts ne Normalkraft ne Reibkraft usw.

lena18 · Anmeldungsdatum: 11.10.2009 Beiträge: 464

Veryape, einmal sprichst du von Einzelteilen, einmal von der Zange in der Skizze, was nun? Langsam geht mir der elektronische Radiergummi aus...

lena18 · Anmeldungsdatum: 11.10.2009 Beiträge: 464

so, jetzt habe ich alles

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3249

okay letzter Versuch. wenn man angibt, ein Objekt freizumachen, dann zerlegt man es in seine Einzelteile mit all den wirkenden Kräften..

Genau das meint man, mit Zange freimachen, insbesondere so wie sie in der Aufgabenstellung ist, alles weitere wären dann schon schnitte wenn man die Teile aufschneidet.

vielleicht habe ich mich vorher nicht klar ausgedrückt.

Du solltest deine vorige Skizze zu Anfang des Thread um die Gewichtskräfte erweitern und die Trägheitskräfte aufgrund beschleunigung zunächst mal weglassen, das meinte ich mit nur Gewichtskräfte, die Trägheitskräfte weglassen, die andere Kräfte F,FR,FN und Gelenkskraft natürlich einzeichnen

verstehst du jetzt was ich meine, sonst kann ichs dir nur noch selbst aufzeichnen.

lena18 · Anmeldungsdatum: 11.10.2009 Beiträge: 464

letzte Chance genutzt... smile

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3249

kann man so lassen.

im Prinzip ist das die gleiche Lösung wie wenn du die Zange zu einem Inertialsystem (zum Beispiel schwerelos) mit 9.81 m/s² beschleunigst. nur würdest du dann statt m*g m*a schreiben und das ganze Trägheitskraft statt gEwichstkraft taufen.

wenn du jetzt nach oben beschleunigst dann zeichnest einfach überall zu jeder Gewichtskraft eine Trägheitskraft aufgrund beschleunigen hinzu, das wars auch.

Man sieht hier auch wieso die zange gar nicht bei symmetrischer Belastung rotieren kann.

weil es erstens ein Gelenk gibt und zweitens das gehobene Objekt in der zange mit FN das verhindert.

was wäre wenn kein Objekt in der zange wäre?

lena18 · Anmeldungsdatum: 11.10.2009 Beiträge: 464

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3249

nein passt eh.

Es geht darum das ohne gehobenes Objekt die Zangenhebel um das Gelenk rotieren würden.

Denn die Summe aller drehmomente ist nicht mehr null

Ein Drehmoment summe F=0 dreht den Körper auf der Stelle um den Schwerpunkt.

Es bildet sich durch Kräftepaare die entgegengesetzt im Normalabstand wirken. ein Drehmoment kann durch einen Drehsinn angegeben (gebogener vektor) und bedarf keiner weiteren betrachtung in Summe alle Kräfte, es hat einfach nur einen Drehsinn, denn die Kräfte heben sich gegenseitig auf.

Ein Drehmoment bleibt auf jeden willkürlichen Bezugspunkt immer gleich.

Ganz im Gegensatz zum Kraftmoment bei dem man eine einzelne Kraft mal ihren Normalabstand betrachtet. betrachtet man hier nur den Drehsinn begeht man einen Fehler in Summe aller Kräfte. Ein Kraftmoment ändert sich zu jeden Bezugspunkt ein Drehmoment bleibt immer gleich.

Leider hält man sich nicht mehr an diese Definitionen und betitelt mittlerweile alles als Drehmoment was nach Kraft mal Hebelarm ausschaut.

Da hier die Summe der Kräfte mit Einführung der Trägheitskraft immer null ist.

kannsd du alle Kräfte zu Kräftepaare zusammenfassen und erhälst Drehmomente.

wenn man sich nun das bild links anschaut ist
das Kräftepaar Fhebel2 und FN ist das einzige das gegen den Uhrzeigersinn dreht alle anderen drehen im uhrzeigersinn. wäre es nicht würde sich der Hebel so wie er freigemacht ist um den Schwerpunkt drehen

lena18 · Anmeldungsdatum: 11.10.2009 Beiträge: 464

Packo · Gast

lena,
ich staune, wie du dich hier an der Nase herumführen lässt.
Deine allererste Freimachungsskizze ist richtig und wegen der Symmetrie ausreichend.
Ich zeige dir hier die gesamte Rechnung:

Summe x: FGel - FN = 0
Summe y: F - FR = 0 wobei FR = my*FN, also F = my*FN
Summe M: F*l1 - FN*l3 - FR*l2 = 0

einsetzen, ergibt my = l3 / (l1-l2)
allerdings ohne den geforderten Sicherheitsfaktor ny, den ich in der Angabe nicht lesen kann.

lena18 · Anmeldungsdatum: 11.10.2009 Beiträge: 464

Aber Packo, warum denn an der Nase runführen lassen?
Ich hatte doch deine Erklärung soweit verstanden, was ja das Problem in der Statik betrifft.

Nun aber hat mich auch das Beispiel mit der beschleunigten Variante interessiert. Betrifft nun zwar nicht mehr die Statikaufgabe, aber ist trotzdem interessant finde ich, da es ja in Wirklichkeit auch nicht der Statik entspricht. Die Zange wird ja beim Heben anfangs doch auch bis auf eine bestimmte Geschwindigkeit beschleunigt, oder nicht?