RegistrierenRegistrieren   LoginLogin   FAQFAQ    SuchenSuchen   
Maxwellsches Rad und seine Probleme
 
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Mechanik
Autor Nachricht
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 03. Sep 2011 18:45    Titel: Maxwellsches Rad und seine Probleme Antworten mit Zitat

schnudl:

Habe den Originalbeitrag irrtümlich "zerschossen". Ich hoffe es ist ok, wenn ich den Beitrag als Bild poste.

Hammer



1.gif
 Beschreibung:

Download
 Dateiname:  1.gif
 Dateigröße:  16.43 KB
 Heruntergeladen:  2511 mal


2.gif
 Beschreibung:

Download
 Dateiname:  2.gif
 Dateigröße:  11.91 KB
 Heruntergeladen:  2668 mal


sdsdsdsd.jpg
 Beschreibung:

Download
 Dateiname:  sdsdsdsd.jpg
 Dateigröße:  36.35 KB
 Heruntergeladen:  2650 mal

schnudl
Moderator


Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6859
Wohnort: Wien

Beitrag schnudl Verfasst am: 04. Sep 2011 19:32    Titel: Antworten mit Zitat

nun das, was ich ursprünglich schreiben wollte:

Zitat:
Jetzt der Satz von Steiner:



Wie kommt das zustande? Der Schwerpunkt einer Speiche ist ja nicht in der Entfernung r=l von der Achse des Rades.

_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe)
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 04. Sep 2011 19:51    Titel: Antworten mit Zitat

J_stab ist das Trägheitsmoment der Speiche mit dem Drehpunkt im Schwerpunkt. m*l² ist dann eben dieser Satz von Steiner den ich anwenden. m ist die Masse von Speiche und l² die Entfernung vom Schwerpunkt zum Drehpunkt, in diesem Fall ist das vom Schwerpunkt der Speiche bis zur Mitte vom Rad.
schnudl
Moderator


Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6859
Wohnort: Wien

Beitrag schnudl Verfasst am: 04. Sep 2011 20:19    Titel: Antworten mit Zitat

OK, bei dir ist eine Zeile drüber



nun, eine Zeile drunter, für die Entfernung des Schwerpunkts




Das ist etwas verwirrend...

Übrigens hast du eine Klammer bei 0,5 vergessen!

_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe)
schnudl
Moderator


Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6859
Wohnort: Wien

Beitrag schnudl Verfasst am: 04. Sep 2011 20:30    Titel: Antworten mit Zitat

nun b)




kannst du nicht so verwenden, da v nicht konstant. Auf diese Weise bist du um einen Faktor 2 falsch.

Verwende lieber



und rechne daraus a aus.

Wenn du geschickt schaust, kannst du das a schon aus deiner Formel für v ablesen!

_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe)
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 04. Sep 2011 20:57    Titel: Antworten mit Zitat

Ok. Jetzt kommt für a raus. Ist jetzt etwas glaubwürdiger smile
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 04. Sep 2011 21:03    Titel: Antworten mit Zitat

Nun jetzt zu den anderen Aufgaben.

c) Die Kraft berechne ich einfach mit . (Werte sind gerundet und um die Rechnungen zu vereinfachen rechne ich einfach mit den gerundeten Werten)

d) Die Geschwindigkeit hab ich schon bei der b) ausgerechnet. Also ist v=3,16 m/s

e) Da hab ich leider keine Ahnung wie ich da ran gehen soll. Es ist mir klar, dass die Kraft größer ist als bei der c). Spontan würde ich sagen, dass die Kraft doppelt so groß ist wie bei der c).
erkü



Anmeldungsdatum: 23.03.2008
Beiträge: 1414

Beitrag erkü Verfasst am: 04. Sep 2011 21:48    Titel: Antworten mit Zitat

Rafael91 hat Folgendes geschrieben:
Nun jetzt zu den anderen Aufgaben.
...
e) Da hab ich leider keine Ahnung wie ich da ran gehen soll. Es ist mir klar, dass die Kraft größer ist als bei der c). Spontan würde ich sagen, dass die Kraft doppelt so groß ist wie bei der c).

Spontan sein ist zwar öfters eine durchaus lobenswerte Eigenschaft, aber in der Physik bis auf seltene Ausnahmen eher nicht. Big Laugh
In der Physik zählen eher nüchterne Überlegungen.
Lehrer
Eine Überlegung wäre z.B., sich auf den 'ollen Isaac' und seine Gesetze zu besinnen.
(Zusammenhang zwischen Impulsänderung und Kraft)

Servus

_________________
Das Drehmoment ist der Moment, wo es zu drehen anfängt. :punk:
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 04. Sep 2011 22:01    Titel: Antworten mit Zitat

hm... ok. Also ich denk nomal nach und versuche was zu machen.
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 05. Sep 2011 15:57    Titel: Antworten mit Zitat

Habs zuerst über die Winkelgeschwindigkeit versucht, kam aber zu keinem Ergebnis. Wenn ichs über den Impuls versuche, dann kommt einfach die doppelte Kraft raus. Habe keine Idee wie ich die mittlere Kraft während des Umkehrvorgangs berechnen soll.
erkü



Anmeldungsdatum: 23.03.2008
Beiträge: 1414

Beitrag erkü Verfasst am: 05. Sep 2011 18:44    Titel: Antworten mit Zitat

Rafael91 hat Folgendes geschrieben:
Habs zuerst über die Winkelgeschwindigkeit versucht, kam aber zu keinem Ergebnis.

Ist doch schon mal gut. Wieso kein Ergebnis ?
Wie groß ist die (vertikale) Geschwindigkeit des Schwerpunkts mit Beginn des Umkehrvorgangs ?

Rafael91 hat Folgendes geschrieben:
Wenn ichs über den Impuls versuche, dann kommt einfach die doppelte Kraft raus. Habe keine Idee wie ich die mittlere Kraft während des Umkehrvorgangs berechnen soll.

Wieso doppelte Kraft ? Die Impulsänderung ist 2p !
Die dazu erforderliche Zeit ergibt sich aus der Winkelgeschw.

Hast Du Dir mal eine detaillierte Skizze über den Umkehrvorgang gemacht ?

Servus

_________________
Das Drehmoment ist der Moment, wo es zu drehen anfängt. :punk:
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 05. Sep 2011 20:56    Titel: Antworten mit Zitat

Also der braucht die Hälfte des Innenkreises für die Umdrehung. Dann ist der Vorgang umgekehrt. Winkelgeschwindigkeit ist . Scheint sehr viel zu sein. Also ist dann die Zeit für die das Rad braucht um eine halbe Umdrehung zu machen: für halbe Umdrehung -> . Also braucht das Rad 0,04 um von der Abwärtsbewegung in die Aufwärtsbewegung zu gelangen.
erkü



Anmeldungsdatum: 23.03.2008
Beiträge: 1414

Beitrag erkü Verfasst am: 05. Sep 2011 21:32    Titel: Antworten mit Zitat

Rafael91 hat Folgendes geschrieben:
Also der braucht die Hälfte des Innenkreises für die Umdrehung. Dann ist der Vorgang umgekehrt. Winkelgeschwindigkeit ist .

Thumbs up! Prinzipiell richtig, Zahlenwerte nicht überprüft.

Zitat:
Scheint sehr viel zu sein. Also ist dann die Zeit für die das Rad braucht um eine halbe Umdrehung zu machen: für halbe Umdrehung -> . Also braucht das Rad 0,04 um von der Abwärtsbewegung in die Aufwärtsbewegung zu gelangen.

unglücklich
Eine halbe Umdrehung entspricht einem Winkel von pi ! Also ist die Zeit für die Impulsänderung T = ... ?

Aus:

als Amplitude der zeitabhängigen Geschw. v_y . Wie sieht nun aus ?

Servus

_________________
Das Drehmoment ist der Moment, wo es zu drehen anfängt. :punk:
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 05. Sep 2011 21:57    Titel: Antworten mit Zitat

Ups. Ja. Hätte eigentlich pi/omega nehmen sollen. Nun.
Damit wäre . Die selbe Geschwindigkeit die ich schon herausgebracht habe. Hm. Also v_y ist nach 1/4 pi null und wieder nach 1/4pi (also halbe Umdrehung) wieder maximal.
VeryApe



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3243

Beitrag VeryApe Verfasst am: 05. Sep 2011 22:00    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:

c) Die Kraft berechne ich einfach mit . (Werte sind gerundet und um die Rechnungen zu vereinfachen rechne ich einfach mit den gerundeten Werten)


wieso sollte diese Kraft auf die Stativstange wirken?

Das würde ich nochmal überdenken
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 05. Sep 2011 22:07    Titel: Antworten mit Zitat

VeryApe hat Folgendes geschrieben:
Zitat:

c) Die Kraft berechne ich einfach mit . (Werte sind gerundet und um die Rechnungen zu vereinfachen rechne ich einfach mit den gerundeten Werten)


wieso sollte diese Kraft auf die Stativstange wirken?

Das würde ich nochmal überdenken

Welche Kraft sollte denn noch wirken? F=m*a.
VeryApe



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3243

Beitrag VeryApe Verfasst am: 05. Sep 2011 22:09    Titel: Antworten mit Zitat

kann es sein das man generell den Energieerhaltungsatz gerne hier benutzt, weil man mit Kräften nicht umgehen kann? Big Laugh

welche Kräfte wirken überhaupt?
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 05. Sep 2011 22:24    Titel: Antworten mit Zitat

Hm. Also die Gravitationskraft of course. Drehmoment, Drehimpuls.
VeryApe



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3243

Beitrag VeryApe Verfasst am: 05. Sep 2011 22:28    Titel: Antworten mit Zitat

und wieso fliegt das teil dann nicht mit 9.81m/s² nach unten?
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 05. Sep 2011 22:31    Titel: Antworten mit Zitat

Weil es sich dreht. Und die Kinetische Energie aus der Rotationsenergie und der "normalen" kin. Energie besteht.
VeryApe



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3243

Beitrag VeryApe Verfasst am: 05. Sep 2011 22:34    Titel: Antworten mit Zitat

und wieso dreht sich das Teil und sag jetzt nicht die Gewichtskraft dreht es, denn die Gewichtskraft wirkt im Schwerpunkt und erzeugt keine Rotationsbeschleunigung sondern translatorische Beschleunigung.

Außerdem weichst du wieder auf den Energiesatz aus.

Der Grund für alles sind Kräfte.

Also andere Erklärung
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 05. Sep 2011 22:36    Titel: Antworten mit Zitat

Weil es ein Drehmoment gibt.
VeryApe



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3243

Beitrag VeryApe Verfasst am: 05. Sep 2011 22:41    Titel: Antworten mit Zitat

Ja ein Drehmoment gibt es, dieses dreht das Maxwellrad um den Schwerpunkt, wer erzeugt dieses.
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 05. Sep 2011 22:44    Titel: Antworten mit Zitat

Weil die Seilkraft nicht am Schwerpunkt angreift. Oder besser gesagt die Kraft die der Gravitationskraft entgegenwirkt.
VeryApe



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3243

Beitrag VeryApe Verfasst am: 05. Sep 2011 22:46    Titel: Antworten mit Zitat

also gibts ja aufeinmal doch ne andere Kraft. Prost

Und wie groß ist diese Seilkraft die dann im Endeffekt auf das Stativ wirkt
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 05. Sep 2011 22:50    Titel: Antworten mit Zitat

Also mit Seilkräften bin ich net so gut ^^ Ist die Seilkraft gleich der Gravitationskraft?
VeryApe



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3243

Beitrag VeryApe Verfasst am: 05. Sep 2011 22:57    Titel: Antworten mit Zitat

Wenn du zwei gleichgroße Kräfte entgegengesetzt wirken lässt im selben wirkpunkt , dann heben die sich auf, es gibt keine Translatorische Beschleunigun und auch keine rotatorische. Der Schwerpunkt bleibt an Ort und Stelle.

Wenn du diese zwei Kräfte im Abstand r parallel zueinander wirken lässt, dann heben die sich translatorisch zwar immer noch auf, das heißt der Schwerpunkt wird nicht beschleunigt, aber sie bilden dann ein Drehmoment. Dieses dreht den Körper um den Schwerpunkt.

Das würde also bedeuten wenn die Gravitationskraft gleich der Seilkraft wäre, dann würden die beiden ein Drehmoment von F*r erzeugen das den Körper um den Schwerpunkt dreht. Der Körper selbst würde dabei aber mit den Schwerpunkt fix im Raum sein.

Das heißt das Teil schwebt in der Luft und dreht sich um sich selbst.

Ist das der Fall?
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 05. Sep 2011 23:04    Titel: Antworten mit Zitat

Ne ist das net. Also Ist die Gravitationskraft stärker und die Seilkraft kleiner. Das ist klar. Deswegen ist bei mir auch die Kraft F=m*a. Und die ist ja kleiner als die Gravitationskraft. Also muss ich die Seilkraft von der Gravitationskraft abziehen? So wie:
VeryApe



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3243

Beitrag VeryApe Verfasst am: 05. Sep 2011 23:14    Titel: Antworten mit Zitat

fast

ich hoffe damit ist es klar



Kraftskizze.png
 Beschreibung:
 Dateigröße:  22.82 KB
 Angeschaut:  6850 mal

Kraftskizze.png


Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 05. Sep 2011 23:18    Titel: Antworten mit Zitat

Wieso fast? Habe die Seilkraft von Fg abgezogen.
VeryApe



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3243

Beitrag VeryApe Verfasst am: 05. Sep 2011 23:33    Titel: Antworten mit Zitat

Fres=m*a= FG-FS

schau nochmal was du gemacht hast

Zitat:




kann sein das dus richtig gemeint hast, aber durcheinander aufgeschrieben hast.
VeryApe



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3243

Beitrag VeryApe Verfasst am: 05. Sep 2011 23:36    Titel: Antworten mit Zitat

wünsche gute nacht.
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 06. Sep 2011 19:34    Titel: Antworten mit Zitat

Puh. Gut. Jetzt fehlt nur noch die e) bei der ich keine Ahnung habe wie ichs machen soll.
erkü



Anmeldungsdatum: 23.03.2008
Beiträge: 1414

Beitrag erkü Verfasst am: 06. Sep 2011 21:20    Titel: Antworten mit Zitat

Bevor hier noch die fünfte Seite aufgemacht wird: geschockt



Die Kraft im Umkehrpunkt ist also proportional dem Quadrat der zu diesem Zeitpunkt vorliegenden Winkelgeschwindigkeit.

Lehrer
Und bezüglich der Seilkräfte empfehle ich das Studium der ATWOOD'schen Fallmaschine.

Servus

_________________
Das Drehmoment ist der Moment, wo es zu drehen anfängt. :punk:
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 07. Sep 2011 02:26    Titel: Antworten mit Zitat

erkü hat Folgendes geschrieben:
Bevor hier noch die fünfte Seite aufgemacht wird: geschockt



Die Kraft im Umkehrpunkt ist also proportional dem Quadrat der zu diesem Zeitpunkt vorliegenden Winkelgeschwindigkeit.

Lehrer
Und bezüglich der Seilkräfte empfehle ich das Studium der ATWOOD'schen Fallmaschine.

Servus


wow. Vielen Dank an alle die hier geholfen haben^^!
VeryApe



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3243

Beitrag VeryApe Verfasst am: 07. Sep 2011 11:02    Titel: Antworten mit Zitat

erkü hat Folgendes geschrieben:
Bevor hier noch die fünfte Seite aufgemacht wird: geschockt



Die Kraft im Umkehrpunkt ist also proportional dem Quadrat der zu diesem Zeitpunkt vorliegenden Winkelgeschwindigkeit.



Leider ist auch das falsch.

@ Rafael nichts für ungut.. kauf dir ein Mechanikbuch für Anfänger und fang bei Seite 1 an. Du willsd a Flugzeug fliegn und hast noch nicht mal nen Flugschein, das kann nur schief gehen. Dir fehlt ja kompletes Basiswissen, keine kleinen Löcher die man stopfen kann, sondern Riesengrater.
VeryApe



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3243

Beitrag VeryApe Verfasst am: 08. Sep 2011 19:42    Titel: Antworten mit Zitat

da das keiner ausgebessert hat.

Die mittlere Kraft auf das Stativ.

Der Impulssatz für das Maxwellrad in z Richtung.

nach unten Impulszufuhr positiv.

Die Gewichtskraft führt Impuls zu die Seilkraft führt Impuls ab der über das Stativ abgeleitet wird.







Die Stativkraft zuvor.

Aus Summe Kräfte



Aus Summe Momente









hier ra oder ri eingesetzt liefert die Stativkraft zu Anfang oder nach vollständiger Seilabwicklung, die wird halt immer größer.

Die Frage e) war welche mittlere kraft wirkt zusätzlich auf das Stativ.

Nehmen wir die höchste Kraft bevor der Umkehrvorgang beginnt also mit ri.





So müsste das meiner Meinung nach Aussehen, ausser ich habe die Angabe nicht verstanden, es kommt also noch ein Teil des Gewichts hinzu und zwar der Teil den das Stativ vorher nicht gespürt hat weil er in die Schwerpunktsbeschleunigung des Maxwellrades ging.
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Mechanik