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alterschüler
Gast
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 alterschüler Verfasst am: 30. Aug 2013 20:40 Titel: schwenkbewegung eines Kreisels |
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youtube.com/watch?v=o1_4Pbb2r5Q
ab etwa 9:20
wir haben auf den kreisel die gewichtskraft und die seilkraft bzw. die zwangskraft, die dafür sorgt dass der kreisel nicht hinfällt
frage zum drehmoment
gewichtskraft und zwangskraft sind gleich und entgegen gesetzt(grifen an gleicher stelle an)
wieso haben wir dennoch ein netto drehmoment |
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StudentT
Anmeldungsdatum: 02.03.2009
Beiträge: 148
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alterschlüler
Gast
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| alterschlüler Verfasst am: 30. Aug 2013 23:01 Titel: |
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soweit klar
aber nirgends wird die zwangskraft erwähnt
spielt den diese gar keine rolle
ich mein sie greift doch am schwerpunkt an
vorallem in meinen bsp
wenn ich zum bsp ein rotiertes rad halte dann dreht es ja nicht
(gewichtskraft und zwangskraft heben sich auf)
erst wenn ich versuche tragashse nach oben zukippen
erst dann dreht sich nach rechts |
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StudentT
Anmeldungsdatum: 02.03.2009
Beiträge: 148
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| StudentT Verfasst am: 30. Aug 2013 23:13 Titel: |
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Ok, ich glaube, ich habe dein ursprüngliches Problem nicht richtig verstanden. Ich dachte: du verstehst nicht, wie das resultierende Drehmoment zustandekommt, das die Präzession bewirkt. Aber ich glaube du wolltest eigentlich wissen: wie kommt es überhaupt zu einem Drehmoment, obwohl ja die Gewichtskraft auch eine Gegenkraft hat?
Klassischer Denkfehler: du verwechselst die Addition von Kräften (die am gleichen Körper angreifen) mit Newtons actio = reactio, wofür zwei Körper benötigt werden! Die beiden Kräfte heben sich nicht auf, sondern die eine ist die Gegenkraft der anderen. Da die eine Kraft auf den Kreisel wirkt, bewirkt sie ein Drehmoment. Die andere Kraft wirkt auf einen anderen Körper (Seil, Hand, welche Aufhängung auch immer...).
Ich hoffe, ich habe es diesmal auf den Punkt gebracht! |
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alterschüler
Gast
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| alterschüler Verfasst am: 30. Aug 2013 23:58 Titel: |
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vllt habe mich falsch ausdrückt
versuch wir es erneut 
wenn ich zum bsp ein rotiertes rad halte dann dreht es ja nicht
soweit richtig?
grund
wir haben Fg und (und nicht nach actio=reactio gegenkraft) sondern durch die Fg an der oberfläche veränderung eine gegen kraft die auf das rad ausgeübt wird
falls nicht würde das rad eine beschleunigung eraten
tut es ja nicht da es nur rotiert
erst wenn ich das rad nach oben kippe habe ich eine kraft
diese kraft erneugt das drehmoment
beim verlinkten video
haben wir ne ähnlich situation
auch hier erneut Fg und gegenkraft beide greifen an Rad an
dann dürfte es nicht auch nicht drehen 
oder sehe ich was falsch
und die beiden bsp sind verschieden zusehen  |
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StudentT
Anmeldungsdatum: 02.03.2009
Beiträge: 148
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| StudentT Verfasst am: 31. Aug 2013 09:53 Titel: |
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Hallo!
Schade, dass ich auch bei meiner letzten Antwort nicht ins Schwarze getroffen habe. Dabei war ich mir recht sicher. Vielleicht meinen wir sogar mittlerweile dasselbe und reden aber immer noch aneinander vorbei.
Ich gehe mal schrittweise vor.
| alterschüler hat Folgendes geschrieben: | | wenn ich zum bsp ein rotiertes rad halte dann dreht es ja nicht soweit richtig? |
Nein, das Rad rotiert doch. Außerdem ist das recht ungenau. Wie genau "hältst" du es denn? ("Halten" heißt ja auf jeden Fall auch die Einwirkung einer Kraft in bestimmter Richtung!)
| alterschüler hat Folgendes geschrieben: | | und die beiden bsp sind verschieden zusehen |
Du drückst dich allgemein recht vage aus. Vor allem, wenn die Skizze in dem Video doch nicht genau die Situation beschreibt, die du meinst. Evtl. solltest du selbst eine Skizze anfertigen und hier einstellen.
| alterschüler hat Folgendes geschrieben: | | erst wenn ich das rad nach oben kippe habe ich eine kraft diese kraft erneugt das drehmoment |
Ist das hier dieselbe Situation? Oder schon wieder etwas anderes (ein drittes Experiment mittlerweile, wenn ich richtig gezählt habe)? Bevor wir nicht den gleichen Vorgang meinen, kann es nicht gut gehen mit Erklärungen.
Falls du hier von deiner eigenen Erfahrung redest, die du bei einem Experiment mit so einem Schwungrad gemacht hast, habe ich folgende Anmerkung dazu: das Drehmoment, das man spürt, wenn man die Drehachse eines schnell rotierenden Schwungrades verkippen will, kommt nicht durch die Verkippung der Drehachse zustande, sondern bereits durch den Versuch, sie zu verkippen, will heißen durch die Kraft, die man auf sie ausübt, um sie zu verkippen! Meist wird das aber so schnell gemacht, dass das nicht richtig wahrgenommen wird. Also bereits ohne Bewegung der Drehachse, nur durch die ausgeübte Kraft, spürt man, dass es ein seitliches Drehmoment gibt (geben wird...).
| alterschüler hat Folgendes geschrieben: | | dann dürfte es nicht auch nicht drehen? oder sehe ich was falsch |
Aber es dreht sich doch! :-) Wie gesagt: bitte Skizze für die genaue Fragestellung, damit wir hier dasselbe meinen, sonst reden wir wirklich nur aneinander vorbei.
Gruß,
Markus |
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alterschüler
Gast
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| alterschüler Verfasst am: 31. Aug 2013 12:06 Titel: |
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s14.directupload.net/file/d/3365/w2jwxepw_png.htm
könntest alle kräfte sagen die nur auf das rad wirken
also aus bsp des im video und der skizze
gibt es bei den beiden bsp unterschiede? |
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StudentT
Anmeldungsdatum: 02.03.2009
Beiträge: 148
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| StudentT Verfasst am: 31. Aug 2013 12:56 Titel: |
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Hallo!
| alterschüler hat Folgendes geschrieben: | könntest alle kräfte sagen die nur auf das rad wirken
also aus bsp des im video und der skizze |
Mit Kräften (allein) zu argumentieren macht hier wenig Sinn, da es sich um einen Kreisel handelt. Hier spielen eben v.a. Drehmomente eine Rolle. Die einzige Kraft, die als solche auf das Rad wirkt ist im Falle des Videos die Gravitationskraft und im Falle deiner zuletzt hochgeladenen Skizze die Gravitationskraft und eine Kraft durch das Drehmoment, das von der Hand ausgeübt wird.
| alterschüler hat Folgendes geschrieben: | | gibt es bei den beiden bsp unterschiede? |
Ja, die gibt es. Im Video wirkt ein Drehmoment, so dass die Kreiselachse nach unten gedreht würde durch die Gravitationskraft und in der Skizze nach oben. Dadurch ist die Richtung der Präzession bzw. die Ausweichbewegung des Kreisels entgegengesetzt in den beiden Beispielen.
Könnten wir bitte nochmal zu dem von mir zuallererst vorgeschlagenen Abschnitt aus Wikipedia eingehen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Präzession#Das_Beispiel_Speichenrad
Hier wird nämlich alles ganz gut erklärt, finde ich. Hast du das bereits gut durchgelesen und verstanden? Denn dann sollten sich deine Unklarheiten eigentlich auflösen. Gerne beantworte ich dir noch Fragen zu diesem Abschnitt.
Gruß,
Markus |
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alterschlüer
Gast
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| alterschlüer Verfasst am: 31. Aug 2013 13:19 Titel: |
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also
wikipedia.org/wiki/Präzession#Das_Beispiel_Speichenrad
habe zuweit alles verstanden
das einzig problem das besteht sind die kräfte bzw. drehmomente die hier im spiel sind
wenn ich das drehende rad nur halte
dann führt es keine präzession durch
aber ich hab doch hier Fg genau wie im video
also ein drehmoment?
P.S danke für ausführlichen antworten |
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StudentT
Anmeldungsdatum: 02.03.2009
Beiträge: 148
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| StudentT Verfasst am: 31. Aug 2013 15:07 Titel: |
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Hallo!
| alterschlüer hat Folgendes geschrieben: | wenn ich das drehende rad nur halte
dann führt es keine präzession durch
aber ich hab doch hier Fg genau wie im video
also ein drehmoment? |
Okay, sorry, dass ich nochmal nachfrage. Aber du meinst, wenn du das Rad, das in der Skizze in dem Video an einem Seil hängt stattdessen mit der Hand hältst, bzw. dass du es idealerweise mit nur einem Finger (von unten) an genau der gleichen Stelle der Achse unterstützt?
Dann führt es durchaus auch eine Präzession aus, so wie wenn es aufgehängt wäre. Zumindest solange dir die Achse nicht vom Finger rutscht.
Gruß,
Markus |
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alterschüler
Gast
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| alterschüler Verfasst am: 31. Aug 2013 15:19 Titel: |
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sry ich stehe immer noch aufm schlauch
das kernproblem sind die kräfte und damit verbundene drehmomente
wenn ich das drehende rad halte
dann wirkt zwangskraft und gewichtskraft
allerdings wird die zwangskraft nicht betratet
ich stell ne skizze um es verdeutlichen
s14.directupload.net/file/d/3365/wzq2idge_png.htm
die kraft F ist das problem
aufgespalten ergibt sie
F=Fz+Fw
wobei Fw gegenkomponete zu Fg ist
wieso wird Fw nichtberachte und damit das einwirkende D
wirkt doch auch aufs rad!? |
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Systemdynamiker
Anmeldungsdatum: 22.10.2008
Beiträge: 594
Wohnort: Flurlingen
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| Systemdynamiker Verfasst am: 31. Aug 2013 17:42 Titel: Drehmoment |
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Auf das Rad wirkt die Gewichtskraft und die Seilkraft ein. In erster Näherung sind die beiden Kräfte gleich gross, deshalb ist der Schwerpunkt des Rades (in erster Näherung) nicht beschleunigt. Die Wirklinie der Seilkraft verläuft nicht durch den Schwerpunkt. Deshalb kann der Seilkraft ein Drehmoment zugeschrieben werden. Dieses Drehmoment erzeugt die Präzession. Wenn nun aber der Schwerpunkt des Rades infolge der Präszession auf einer Kreisbahn herum läuft, muss vom Seil her noch eine (kleine) Horizontalkomponente auf das Rad einwirken.
Zur Präzession habe ich ein erklärendes Video gemacht: http://www.youtube.com/watch?v=o1_4Pbb2r5Q
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Herzliche Grüsse Werner Maurer |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8583
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| jh8979 Verfasst am: 31. Aug 2013 20:15 Titel: |
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| alterschüler hat Folgendes geschrieben: |
wenn ich das drehende rad halte
dann wirkt zwangskraft und gewichtskraft
allerdings wird die zwangskraft nicht betratet
ich stell ne skizze um es verdeutlichen
s14.directupload.net/file/d/3365/wzq2idge_png.htm
die kraft F ist das problem
aufgespalten ergibt sie
F=Fz+Fw
wobei Fw gegenkomponete zu Fg ist
wieso wird Fw nichtberachte und damit das einwirkende D
wirkt doch auch aufs rad!? |
Das Drehmoment ist Bezugssystems abhängig, insbesondere ist es abhängig vom Ursprung des Bezugssystems. Der Einfachheit halber wird er bei diesem Problem in der Regel in den Punkt gelegt, ab dem die Zwangskraft einwirkt. D.h. die Zwangskraft trägt in diesem System nicht zum Drehmoment bei (bzw der Beitrag ist 0).
Siehe z.B letzte Abbildung auf dieser Seite: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/rotv2.html . Darum ist das Drehmoment das die Gewichtskraft ausübt dort auch gerade m*g*l. |
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alterschüler
Gast
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| alterschüler Verfasst am: 01. Sep 2013 01:27 Titel: |
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@jh8979
soweit haste mein problem gelöst
aber wieso kommen systemdyamiker und du auf komplett andere lsg
sind beide lsg gleichberechtigt?
@sytemdynamiker
ich hab noch nie was von implusstrom gehört
ist es notwendig diesen begriff einzuführen um das problem zulösen |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8583
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| jh8979 Verfasst am: 01. Sep 2013 14:17 Titel: |
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| alterschüler hat Folgendes geschrieben: | @jh8979
soweit haste mein problem gelöst
aber wieso kommen systemdyamiker und du auf komplett andere lsg
sind beide lsg gleichberechtigt? |
Ich hab keine Ahnung was seine Lösung ist (und ehrlich gesagt mir auch nicht ständig youtube videos anzusehen von ihm, dafür hab ich keine Zeit). Die Präzession eines Kreisels ist allerdings eine ziemliche Standardaufgabe, da solltest Du viel zu finden im Netz
| Zitat: |
@sytemdynamiker
ich hab noch nie was von implusstrom gehört
ist es notwendig diesen begriff einzuführen um das problem zulösen |
Nein ist es nicht. Das ist eine mehr oder weniger private Notation einer relativ kleinen Gruppe die nichts zum herkömmlichen Kraftbegriff beiträgt (siehe dazu auch ewig lange Diskussion in anderen Theras zum KPK)
PS: @Systemdynamiker: Ich benötige keine Antwort auf den letzten Satz, das würde hier nur off topic führen und dem Threadsteller nicht helfen. Ich weiss, dass Du das anders siehst. Das ist aber schon zur genüge im anderen thread diskutiert worden. |
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Systemdynamiker
Anmeldungsdatum: 22.10.2008
Beiträge: 594
Wohnort: Flurlingen
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| Systemdynamiker Verfasst am: 01. Sep 2013 17:12 Titel: Starrer Körper |
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Es gibt effektiv verschiedene Darstellungen der Mechanik des starren Körpers. Das kann man schon am Beispiel des Rollkörpers auf der schiefen Ebene zeigen.
Lösung 1 (meistens in Physikbüchern): Der Bezugspunkt wird auf der momentanen Drehachse angenommen. Dann erzeugt die Gewichtskraft ein Drehmoment und das Massenträgheitsmoment muss mit dem Satz von Steiner korrigiert werden. Diese Lösung ist aus der Lagrange-Mechanik motiviert.
Lösung 2 (meist in der technischen Mechanik): Der Körper wird vollständig freigeschnitten. Die Drehmomente der Kräfte werden auf den Schwerpunkt bezogen. Die Summe aller Kräfte ist gleich Änderungsrate des Impulses (Masse mal Beschleunigung des Schwerpunktes). Die Summe aller Drehmomente gleich Änderungsrate des Drehimpulses (Massenträgheitsmoment mal Winkelbeschleungigung).
Die erste Lösung ist schneller, funktioniert aber nur, solange der Körper nicht rutscht.
Alle drei Lösungsmethoden (die dritte geht über die Energie) habe ich in einem Video vorgestellt https://www.youtube.com/watch?v=fLzaVKHibGw (sorry @jh8979, aber Du musst das Video nicht ansehen, da Du die drei Methoden sicher kennst; zudem kommen hier weder Impuls- noch Drehimpulsströme vor).
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Herzliche Grüsse Werner Maurer |
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