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student12
Anmeldungsdatum: 22.09.2012
Beiträge: 90
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 student12 Verfasst am: 19. Jan 2013 21:09 Titel: Drehimpuls |
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Hallo
Die erste Frage, da der Drehimpuls erhalten ist, ist die Summe des Drehimpulses 0.
Bei Frage 3 würde ich sagen, dass die Präzessionsbewegung um z im Uhrzeigersinn stattfindet.
Bei der Frage 2 jedoch, weiß ich nicht warum sich der Koffer absenken sollte.
Könnte mir bei der Frage jemand helfen und die Frage vielleicht zur besseren Vorstellung eine Skizze machen mit den Momenten etc.
Danke im Voraus
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Zuletzt bearbeitet von student12 am 20. Jan 2013 20:01, insgesamt einmal bearbeitet |
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Systemdynamiker
Anmeldungsdatum: 22.10.2008
Beiträge: 594
Wohnort: Flurlingen
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| Systemdynamiker Verfasst am: 20. Jan 2013 06:36 Titel: Schwenkbewegung eines Kreisels |
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Die Nummerierung der Frage ist mir nicht ganz klar. Bei der Kofferaufgabe und beim aufgehängten Rad wird der Drehimpulsvektor gedreht. Das einwirkende Drehmoment steht deshalb normal zum Drehimpuls und normal zur Winkelgeschwindigkeit. Dazu habe ich ein Video gemacht, das viel Zuspruch erhält: https://www.youtube.com/watch?v=o1_4Pbb2r5Q
Die Frau auf dem Drehteller zwingt dem Kreisel ebenfalls eine Schwenkbewegung auf. Nur wird diesmal die eine Komponente des Drehimpulses frei mit der Erde ausgetauscht, wogegen die andere mit Frau und Drehteller ausgetauscht wird. Generell sollte man sich den Drehimpuls "körperlich" vorstellen, also z.B. als Flüssigkeit: https://www.youtube.com/watch?v=39qJ1LJif9I
_________________
Herzliche Grüsse Werner Maurer |
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student12
Anmeldungsdatum: 22.09.2012
Beiträge: 90
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| student12 Verfasst am: 20. Jan 2013 08:32 Titel: |
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Hallo Systemdynamiker
Danke nochmals für deine Erklärungen und für das hilfreiche Video.
Das mit den Flüssigkeiten muss ich mir nochmals ansehen, aber das mit dem Drehimpuls des Kreisels habe ich nun verstanden. Entsprechend die Skizze, hoffe sie stimmt so auch. Zumindest kann ich mir so nun die Schwenkbewegung erklären. Die Präzessionsbewegung habe ich nun auch verstanden. Die Rotation um z stimmt also im Uhrzeigersinn.
Das mit der Frau jedoch, weiss ich nicht wie ich mir das mit dem Freiwerden einer Komponente vorstellen soll.
Wenn der Drehimpuls erhalten ist und der Antrieb des Kreisels von innen kommt müsste der Gesamtimpuls einfach null sein, sprich sie drehen sich entgegengesetzt, sodass die Summe 0 ist.
Edit:
Bei der Aufgabe mit der Scheibe sehe ich nicht wirklich wofür ich die Hubenergie genau einsetzen müsste. Liege ich damit richtig, dass ich bei der Berechnung von c.) Die Hubenergie in der Energiegleichung mit als Anfangsenergie verwenden müsste, sprich
Wrot_A + Wpot_B = Wrot_AB + WR
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Zuletzt bearbeitet von student12 am 20. Jan 2013 23:05, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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student12
Anmeldungsdatum: 22.09.2012
Beiträge: 90
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| student12 Verfasst am: 20. Jan 2013 18:53 Titel: |
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Kann jemand helfen? Habe leider schon übermorgen die Prüfung.
danke vielmals
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Packo
Gast
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| Packo Verfasst am: 20. Jan 2013 19:16 Titel: |
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Heilloses Durcheinander.
Welche Frage ist denn Frage 2) ?
Wie viele Fragen werden hier eigentlicht besprochen?
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student12
Anmeldungsdatum: 22.09.2012
Beiträge: 90
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| student12 Verfasst am: 20. Jan 2013 20:05 Titel: |
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| Packo hat Folgendes geschrieben: | Heilloses Durcheinander.
Welche Frage ist denn Frage 2) ?
Wie viele Fragen werden hier eigentlicht besprochen? |
Hallo Packo,
die Fragen habe ich nun nummeriert.
Die Frage mit dem Koffer sollte der Skizze von mir entsprechen, ich hoffe die Skizze ist so richtig.
Die Frage mit der Frau ist auch nicht ganz abgeschlossen, ist nun der gesamte Drehimpuls 0 oder nicht?
Zudem hatte ich noch eine zusammenhängende Frage zum Drehimpuls mit der Scheibe. Wie sich die Hubenergie auswirken würde auf das System.
Wie müsste ich das in die Gleichung integrieren? Etwa so wie ich es hinschrieb? 
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Packo
Gast
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| Packo Verfasst am: 20. Jan 2013 21:52 Titel: |
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Die Nummerierung ist bei mir noch immer undeutlich.
Kofferfrage: Vorderseite senkt sich. Antwort "D".
Frau auf Drehstuhl: Antwort 2Lo.
Der Gesamtdrehimpuls am Anfang = Lo nach oben.
Der Gesamtdrehimpuls nach dem Schwenken des Rades ebenfalls Lo nach oben. Weil aber Drehimpuls des Rades Lo nach unten ist, muss Drehimpuls von Frau und Stuhl mit 2*Lo nach oben zeigen.
Gesamtdrehimpuls bleibt erhalten, weil kein äußeres Drehmoment wirkt.
Hängendes Rad Antwort "A".
Deine Zeichnung ist soweit richtig.
L zeigt in y-Richtung
M zeigt in x-Richtung
daher Präzessionsvektor in z-Richtung.
Wenn du jedoch ein Drehmoment durch Kräfte F darstellst, solltest du immer ein Kräftepaar zeichnen.
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student12___
Gast
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| student12___ Verfasst am: 20. Jan 2013 22:24 Titel: |
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Packo,
Danke 
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student12
Anmeldungsdatum: 22.09.2012
Beiträge: 90
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| student12 Verfasst am: 20. Jan 2013 23:02 Titel: |
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So, ich habe nun das Kräftepaar in der Skizze noch ergänzt.
Jedoch hätte ich die letzte gestellte Frage fast noch übersehen.
Nun wäre ich noch froh, wenn ich erfahren könnte, wie ich die Hubenergie der Scheibe B in die Aufgabe einbringe, wenn ich den Impuls vorher bzw. nachher habe.
J_A * w_A = (J_A + J_B) * w_AB
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Packo
Gast
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| Packo Verfasst am: 21. Jan 2013 08:16 Titel: |
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De Hubarbeit hat mit der Aufgabe überhaupt nichts zu tun.
Drehimpuls vor dem Zusammenschluss
Drehimpuls nach dem Zusammenschluss
*\omega_{AB})
und weil 
Rotationsenergie:
*\omega{AB}^2)
Die Differenz der Energie ist die "verlorene" Energie, also die Reibenergie.
Es ergibt sich:
=E_1*(1-\frac{J_A}{J_A+J_B}))
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student12
Anmeldungsdatum: 22.09.2012
Beiträge: 90
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| student12 Verfasst am: 21. Jan 2013 08:24 Titel: |
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| Packo hat Folgendes geschrieben: | De Hubarbeit hat mit der Aufgabe überhaupt nichts zu tun.
Drehimpuls vor dem Zusammenschluss
Drehimpuls nach dem Zusammenschluss
und weil
Rotationsenergie:
Die Differenz der Energie ist die "verlorene" Energie, also die Reibenergie.
Es ergibt sich:
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Ich habe es auch so gerechnet, bis auf die kompakte Form der Reibungsenergie wie du es berechnet hast. Ich habe sie einfach so wie sie da stehen voneinander abgezogen.
Ist der Hinweis die Hubarbeit nun zu vernachlässigen etwas was die Studenten verwirren soll?
Edit:
Mir stellt sich nun automatisch noch die Frage:
Nehmen wir an, die Scheibe B sein in Höhe h, die vernachlässigbar ist.
Wenn ich die Scheibe B jetzt an dieser einen Achse beweglich lagere und diese zB 5m über der Scheibe A lagere, muss es doch einen Unterschied machen oder nicht, oder was verstehe ich noch nicht so ganz bei dieser Aufgabe?
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Packo
Gast
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| Packo Verfasst am: 21. Jan 2013 10:46 Titel: |
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Die Höhe, von der die Scheibe B heruntergelassen wird, hat keinen Einfluss auf den Drehimpuls und somit auch keinen Einfluss auf die Winkelgeschwindigkeiten.
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