Reibungsverhalten in einem Jojo, Pendel

Max_Gast · Gast

Hallo,
Ich habe das unzweifelhafte Vergnügen ein Jojo beschreiben zu wollen. Es hat wunderbar geklappt bis hin zur Pendelbewegung beim umschwingen. Eigentlich kann man das Jojo doch als sehr kurzes Fadenpendel sehen und damit sagen:

Dies bezieht sich natürlich auf die Translatorische Ansichtweise. Ich meine das müsste stimmen.
Meine Eigentliche Frage ist auch, welche Reibung in so einem Jojo auftritt. Habe ich hier lediglich Rollreibung oder auch Seilreibung ??? Wäre nett wenn mir da wer weiterhelfen könnte und villeicht auch gleich ein paar tipps zum Ansatzt der Berechnung lassen könnt. Vielen Dank

mfg Max

ps: im Endeffekt soll das ganze simuliert werden und es sieht ganz gut aus mit meinen Formeln jediglich die Reibung fehlt komplett und ich weiss nicht wie ich eine mögliche Reibungskraft ausrechnen soll oder welche Kraft dort überhaupt herrscht.

Niels90 · Anmeldungsdatum: 02.07.2011 Beiträge: 280

Also deinen Ansatz mit dem Fadenpendel verstehe ich nicht so recht. Ich weiß nicht wirklich in welchem Moment man das als Fadenpendel ansehen könnte. Ja beim "Umschwenken" tritt natürlich Reibung auf. Wobei ich hier sagen würde das man 2 Arten der Reibung hier unterscheiden muss: zum einen die Reibung die vom Seil ausgeht während es abgewickelt wird (ist vielleicht sogar zu vernachlässigen). Und dann im Moment des Umschwenkens kommt dann meiner Meinung nach die Haftreibung dazu. Kennt man ja noch wenn früher das Jojo in den "Leerlauf" gebracht hat, wo es am untersten Punkt ein paar mal durchgedreht ist und dann wieder am Seil rauswandert. Da ne konkrete Kraft auszurechnen erscheint mir allerdings nicht ganz so leicht. Vielleicht findet man in einem Formelbuch einen brauchbaren Haftreibungskoeffizienten.

Max_Gast · Gast

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3249

wie kommt man auf sowas?.

Vielleicht mal Skizze wo wirkt was.

Meinungen auf den ersten Blick.

Ein Jojo hat keine Rollreibung wie beim Abrollvorgang.

Ein Jojo hat eine Schlupfreibung, da das Seil sich dehnt und zusammenzieht hast du im Abrollpunkt fallweise nicht Geschwindigkeit null, somit treten hier Reibungsverluste auf.

Insbesondere ereignet sich jedesmal nach vollständiger Abwicklung ein Stoss der Energie kostet.

Der erste Abrollvorgang kostet am meisten Energie, wenn ich mir vorstelle das du das Jojo seil zunächstmal unbelastet aufwickelst danach muss es sich auf Arbeits niveau ausdehnen.

Dopap · Anmeldungsdatum: 24.02.2011 Beiträge: 198 Wohnort: Ostalbkreis

mittels kinetischer Energie+Rotationsenergie = potenzielle Energie
und Kopplung der beider Ersten mit dem Innenradius
kannst du die translatorische Endgeschwindigkeit v1 bestimmen.
Nun schwingt der Schwerpunkt mit Radius= Innenradius um das Schnurende.
Im tiefsten Punkt ist aber eine Zentripetalkraft notwendig, die das Seil liefern muss. ( Ruck )
Genauer müsste das aber über die Impulsänderung gehen. Innerhalb der halben Schwingung ( halbe Rotation =t1), was mit der Endwinkelgeschwindigkeit zu berechnen ist, wird v1 umgekehrt.
Impulsänderung = 2*m*v1 und das liefert die Kraft

F= Impulsänderung/t1

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3249

das geht einfacher, wenn du sagst ein Teil von der Schwerkraft geht in die Beschleunigung und der Rest erzeugt mit der Fadenkraft ein Drehmoment Kräftepaar das um den Schwerpunkt dreht.

dann kommst auf:

FG-FF=m*as

FF*r=Is*alpha

und as=alpha*r

Aber es war hier ja gefragt nach dem Bewegungsverlusten.

Bei dir gibts einfach keine

Durch die Seildehnung gibts einen Schlupf, die Translatorik eilt der Rotatorik voraus die Geschwindigkeit im Auflagepunkt ist nicht mehr null, was Seilreibung(gleitreibung) und am Ende einen Stoss verursacht.

Epot-Ekin-Erot-Edehnung-WGleitreibung-Wstoss=0

die W größen bleiben in der Bewegung verloren.

Aber hab mich damit noch nicht näher beschäftigt.