| Autor |
Nachricht |
Scherzo
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 81
|
|
 |
erkü
Anmeldungsdatum: 23.03.2008
Beiträge: 1414
|
 erkü Verfasst am: 08. Dez 2011 14:30 Titel: Re: Warum entsteht die Präzession? |
 |
|
| Scherzo hat Folgendes geschrieben: | Hallo an alle Physikbegeisterten,
...
Zu Bild a):
Mir ist klar, dass durch die Kraft  ein Drehmoment  erzeugt wird. Jetzt müsste der damit verbundene Drehimpuls  in die gleiche Richtung wir das Drehmoment zeigen. |
 Ein Moment bewirkt eine Änderung des Drehimpulses !
| Scherzo hat Folgendes geschrieben: | Dieser Drehimpuls sollte sich ja auch ändern, da ) ist. Diese Änderung des Drehimpulses bewirkt keine Bewegung in die Richtung von selbigem. |
Was sollen 
| Scherzo hat Folgendes geschrieben: | Zu Bild b):
Wenn man das Rad nun dreht entsteht ein Drehimpuls  in Richtung der Winkelgeschwindigkeit des Rads. Dieser Drehimpuls wird durch das Drehmoment geändert. Diese Änderung  zeigt in die Richtung von und deswegen bewegt sich das rotierende Rad auf einer Kreisbahn - Präzession. |
Daher nur Richtungsänderung vom Drehimpuls !
(s.a. gleichförmige Kreisbewegung)
Servus
_________________
Das Drehmoment ist der Moment, wo es zu drehen anfängt. :punk: |
|
|
Scherzo
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 81
|
|
|
erkü
Anmeldungsdatum: 23.03.2008
Beiträge: 1414
|
| erkü Verfasst am: 08. Dez 2011 21:15 Titel: |
|
|
| Scherzo hat Folgendes geschrieben: | Danke für Deine schnelle Antwort erkü, Du hast mir schon ein Wenig weitergeholfen. Ich habe nochmal die Grafik mit eingezeichneten und  angehängt. Ich meinte damit den Drehimpuls und die Geschwindigkeit die durch die Gewichtskraft verursacht werden. |
Es gibt keine Geschw. v_{mg} ! Die Gewichtskraft mg verursacht ein Drehmoment !
Und dieses Drehmoment bewirkt eine Änderung der Richtung des Drehimpulses und nicht seines Betrags !
(Der Vektor des Drehmoments steht senkrecht zum Drehimpulsvektor.)
Deine ergänzte Skizze a) ist - mit Verlaub - 'Kappes' !
_________________
Das Drehmoment ist der Moment, wo es zu drehen anfängt. :punk: |
|
|
Scherzo
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 81
|
| Scherzo Verfasst am: 08. Dez 2011 21:24 Titel: |
|
|
| Zitat: | | Deine ergänzte Skizze a) ist - mit Verlaub - 'Kappes' ! |
Das kann sogar sehr gut sein, ich bin noch in der Findungsphase  .
Aber die Kraft  bewirkt doch eine Beschleunigung des Massemittelpunktes des Rades und damit bekommt dieser eine Geschwindigkeit  , oder sehe ich das falsch?
Edit:
Bild a) ist natürlich der Zustand in dem das Rad am Ende der Stange NOCH NICHT gedreht wurde und somit noch keinen Drehimpuls hat.
|
|
|
erkü
Anmeldungsdatum: 23.03.2008
Beiträge: 1414
|
| erkü Verfasst am: 08. Dez 2011 22:38 Titel: |
|
|
| Scherzo hat Folgendes geschrieben: | | Aber die Kraft bewirkt doch eine Beschleunigung des Massemittelpunktes des Rades und damit bekommt dieser eine Geschwindigkeit , oder sehe ich das falsch? |
Ah, jetzt sehe ich Dein Missverständnis.
Der Massenmittelpunkt des Rads erfährt zwar eine Beschleunigung, aber nicht in der von Dir skizzierten Richtung sondern in Richtung des Drehmomentvektors bzw. der Impulsänderung dL.
Der Drehimpuls ist eine Erhaltungsgröße. Zu seiner Änderung nach Betrag und/oder Richtung ist ein Drehmoment erforderlich. Hier stehen Drehmoment und Drehimpuls senkrecht zu einander, so dass sich nur die Richtung des Drehimpulsvektors ändert. Das ist vergleichbar mit einer gleichförmigen Kreisbewegung, bei der durch die Zentripetalkraft auch nur die Richtung und nicht der Betrag der Bahngeschwindigkeit geändert wird.
_________________
Das Drehmoment ist der Moment, wo es zu drehen anfängt. :punk: |
|
|
Scherzo
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 81
|
|
|
erkü
Anmeldungsdatum: 23.03.2008
Beiträge: 1414
|
| erkü Verfasst am: 09. Dez 2011 01:34 Titel: |
|
|
| Scherzo hat Folgendes geschrieben: | | Ich glaube wir reden immer noch etwas aneinander vorbei, was wahrscheinlich daher rührt, dass ich einen Denkfehler in meiner Betrachtung habe. Deswegen würde ich das jetzt gerne Schritt für Schritt durchgehen und bedanke mich schonmal für die Geduld. |
| Scherzo hat Folgendes geschrieben: | Ich habe jetzt Zeichnung a) nochmal angehängt (der Reifen dreht sich noch NICHT und wird los gelassen). Soweit ich das jetzt verstehe, bewirkt  das Drehmoment . Der Betrag ist  .
Zu dieser Drehung gehört dann auch der Drehimpuls  .
Habe ich das soweit richtig verstanden? |
Soweit ja !
Aber das hat jetzt nichts mehr mit einem Kreisel und seiner Präzession zu tun.
Ohne Rotation des Reifens beschreibt die letzte Skizze ja nur eine Schaukel.
(Die Überschrift der Skizze ist also falsch.)
Nach der Skizze b) im Eingangspost rotiert der Reifen aber und bildet damit einen Kreisel !
_________________
Das Drehmoment ist der Moment, wo es zu drehen anfängt. :punk: |
|
|
Scherzo
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 81
|
| Scherzo Verfasst am: 09. Dez 2011 09:58 Titel: |
|
|
| Zitat: | Aber das hat jetzt nichts mehr mit einem Kreisel und seiner Präzession zu tun.
Ohne Rotation des Reifens beschreibt die letzte Skizze ja nur eine Schaukel.
(Die Überschrift der Skizze ist also falsch.) |
Genau, das hat (noch) nichts mit Präzession zu tun, ich hatte vergessen den Dateinamen der Skizze zu ändern. Jetzt folgt der nächste Schritt:
Der Fahrradreifen wir gedreht, das heißt er bekommt den, in der Zeichnung b) dargestellten Drehimpuls . Hier schon eine Frage:
Wenn der Reifen sich reibungslos drehen würde, würde doch nur am Anfang ein Drehmoment, in Richtung von wirken, welches den Reifen dreht. Wenn er seine Endwinkelgeschwindigkeit erreicht hat, wirkt keine vertikale Kraft mehr und das Drehmoment verschwindet, der Drehimpuls jedoch nicht, der bleibt konstant, oder?
Viele Grüße
Scherzo
|
|
|
erkü
Anmeldungsdatum: 23.03.2008
Beiträge: 1414
|
| erkü Verfasst am: 09. Dez 2011 13:20 Titel: |
|
|
| Scherzo hat Folgendes geschrieben: | ...
Jetzt folgt der nächste Schritt:
Der Fahrradreifen wir gedreht, das heißt er bekommt den, in der Zeichnung b) dargestellten Drehimpuls . Hier schon eine Frage:
Wenn der Reifen sich reibungslos drehen würde, würde doch nur am Anfang ein Drehmoment, in Richtung von wirken, welches den Reifen dreht. |
Jetzt überleg' Dir, wie dieses Drehmoment aussehen muss (Kraft und Hebelarm bzw. Kräftepaar), damit der Reifen in Rotation versetzt wird.
(Es ist nicht die Gewichtskraft !)
| Scherzo hat Folgendes geschrieben: | | Wenn er seine Endwinkelgeschwindigkeit erreicht hat, wirkt keine vertikale Kraft mehr und das Drehmoment verschwindet, |
Ursache und Wirkung vertauscht !
Ursache = Drehmoment bzw. Kräftepaar am Reifen
Wirkung = Änderung des Drehimpulses nach Betrag und/oder Richtung
Ursache gleich null (kein Drehmoment) : keine Wirkung
| Scherzo hat Folgendes geschrieben: | | ...der Drehimpuls jedoch nicht, der bleibt konstant, oder? |
(unter der Voraussetzung, dass Kreisel außerhalb eines Schwerefeldes !)
_________________
Das Drehmoment ist der Moment, wo es zu drehen anfängt. :punk: |
|
|
Scherzo
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 81
|
|
|
erkü
Anmeldungsdatum: 23.03.2008
Beiträge: 1414
|
| erkü Verfasst am: 09. Dez 2011 15:13 Titel: |
|
|
| Scherzo hat Folgendes geschrieben: | ...
Dieses Drehmoment müsste in die Richtung des Drehimpulses zeigen und den Betrag  haben, wobei  die Kraft ist mit der gedreht wird. |
In dieser Situation (nur F) wird aber noch zusätzlich der Schwerpunkt des Reifens beschleunigt ! (Angriffspunkt der Kraft nicht im Schwerpunkt)
| Scherzo hat Folgendes geschrieben: | ...Meinst Du mit dem Kräftepaar und  ? |
(resultierende Kraft im Schwerpunkt gleich Null)
| Scherzo hat Folgendes geschrieben: | ...Also ich meinte damit glaube ich das Richtige, nämlich dass das Drehmoment  am Anfang wirkt um bei dem Rad den Drehimpuls zu erzeugen. Der Drehimpuls bleibt doch dann aber nach einem bestimmten Zeitpunkt, nachdem kein Drehmoment mehr vorhanden ist, weil in  die Beschleunigung  wird, konstant, oder? |
| Scherzo hat Folgendes geschrieben: | | ...Sind die eingezeichneten Vektoren in meiner angehängten Skizze richtig? |
_________________
Das Drehmoment ist der Moment, wo es zu drehen anfängt. :punk: |
|
|
VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
|
| VeryApe Verfasst am: 10. Dez 2011 11:57 Titel: |
|
|
In der Skizze fehlt eigentlich nur die Zentripetalkraft vom Lager.
| erku hat Folgendes geschrieben: | Der Massenmittelpunkt des Rads erfährt zwar eine Beschleunigung, aber nicht in der von Dir skizzierten Richtung sondern in Richtung des Drehmomentvektors bzw. der Impulsänderung dL.
|
wieso sollte das so sein?
damit die Präzession so abläuft wie sie hier dargestellt ist braucht man Grundvoraussetzung
1) eine Schwerpunktsgeschwindigkeit in der xy Ebene
2) eine Zentripetalkraft
Der Massenmittelpunkt erfährt neben der Zentripetalbeschleunigung überhaupt keine Beschleunigung, weil die Lagerkraft gleich der Gewichtskraft ist und ein reines Drehmoment wirkt.
Kreiseleffekte sind Effekte der reinen Rotationen (Drehungen um den Schwerpunkt) bei der der Massenmittelpunkt nicht beschleunigt wird aufgrund der Wirkung von reinen Drehmomenten Kräftepaaren. Auch Rotationsgeschwindigkeiten müssen umgelenkt werden
!!ES GIBT KEINE STÖRKRÄFTE!!!!!! in richtung des Drehmomentvektors, woher sollten sie auch nach Newton kommen.
Das Rad ist hier skizziert mit einem Kugelgelenk in einer Schale, was würde passieren wenn ich das Rad ohne schwerpunktsgeschwindigkeit mit dem Kugelgelenk auf eine glatte Oberfläche setzen würde.
Es würde auch herunterfliegen obwohl es sich dreht.
ob ein Massenmittelpunkt beschleunigt wird, ist nicht Sache der Kreiseleffekte, höchstens ein Nebeneffekt wodurch das Lager gezwungen wird eine beschleunigende Kraft aufzubringen.
|
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
