Winkelbeschleunigung Stahlrohr

Andy! · Anmeldungsdatum: 28.07.2014 Beiträge: 3

Meine Frage:
Hallo,

ich häng bei einer Aufgabe fest:
Ein Stahlrohr (Dichte 7,85 kg/dm³, Innendurchmesser 324 mm, Wanddicke 7 mm) von 20 m Länge hängt mitting an einem Stahlseil. Zum Abladen soll es aus der Ruhe um 90 ° in einer horizontalen Ebene gedreht werden. Dazu wird es zunächst auf einem Umfangsweg von 6 m beschleunigt. Berechnen Sie:

2.1 das Massenträgheitsmoment des drehbaren Rohres um das Seil.
2.2 die Winkelbeschleunigung und die Beschleunigungszeit

Meine Ideen:
Aufgabe 2.1 ist mir klar:
Massenträgheitsmoment eines Hohlkörpers berechnen.
Bei Aufgabe 2.2 habe ich jedoch keinen Ansatz. Bitte um Hilfe. Vielen Dank

jumi · Gast

Hängt mitting (mittig?)
Das heißt sicher, die Stahlseilachse geht durch den Schwerpunkt des Rohres.
Liegt die Rohrachse horizontal, schräg oder vertikal?

Zur Frage 2.2 habe ich leider auch keinen Ansatz.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Zu 2.2 fehlt meiner Meinung nach die Angabe des Beschleunigungsmomentes oder eine Angabe zum Zustand bei 90°. Wie lautet denn der Originaltext der Aufgabe?

Huggy · Anmeldungsdatum: 16.08.2012 Beiträge: 785

Wenn man annimmt, dass die Angaben genügen, die Aufgabe zu lösen, könnte man - mit ein paar Bauchschmerzen - zu folgender Interpretation kommen:

Das Rohr hängt an einem Rohrende. Mittig bedeutet dann, mittig bezüglich des Rohrquerschnitts. Die Drehung erfolgt um den Aufhängepunkt. Das Rohr erhält während der Beschleunigung eine Winkelgeschwindigkeit, die gerade ausreicht, dass es die horizontale Lage mit Winkelgeschwindigkeit 0 erreicht.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

@Huggy
Dem steht allerdings die Angabe in der Aufgabenstellung entgegen, dass die Drehung in einer horizontalen Ebene erfolgen soll. Bei dem von Dir angenommenen Szenario würde die Drehung in einer vertikalen Ebene erfolgen. Außerdem wäre ein solches Szenario ziemlich praxisfern. (Aber das war ja für die Autoren solcher Aufgaben noch nie ein Hinderungsgrund).

@Amdy!
Wir warten noch auf den Originaltext der Aufgabe.

Huggy · Anmeldungsdatum: 16.08.2012 Beiträge: 785

@GvC
Dieser Einwand ist berechtigt und mir auch gekommen. Daher meine Bemerkung mit den Bauchschmerzen.
Wenn man aber annimmt, dass statt "einer" dort vielleicht im Original "eine" steht, wäre meine Interpretation möglich.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Da hast Du auch wieder recht. Aber warten wir mal auf den Originaltext der Aufgabe. Vielleicht gibt es ja auch noch andere Aufgabenteile, aus denen das tatsächliche Szenario klar wird.

Andy! · Anmeldungsdatum: 28.07.2014 Beiträge: 3

Sorry, ich habe noch eine wichtige Angabe vergessen aus der Aufgabe:
Anbei der Originaltext:

Ein Stahlrohr (Dichte 7,85 kg/dm³
, Innendurchmesser 324 mm, Wanddicke 7 mm)
von 20 m Länge hängt mittig an einem Stahlseil. Zum Abladen soll es aus der Ruhe
um 90 ° in einer horizontalen Ebene gedreht wer -den. Dazu wird es zunächst auf
einem Umfangsweg von 6 m gleichmäßig durch eine am Ende des Rohres
angreifende Kraft von 150 N beschleunigt. Berechnen Sie:
2.1 das Massenträgheitsmoment des drehbaren Rohres um das Seil,
2.2 die Winkelbeschleunigung und die Beschleunigungszeit.

Vielen Dank für Eure Unterstützung. Wie gesagt, Aufgabe 2.1 ist klar. Nur bei 2.2 habe ich Probleme. Ich hoffe, ihr könnt mir weiterhelfen.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Andy__ · Gast

könnten sie mir die aufgabe vorrechnen? danke!

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8583

Hat er doch schon...

Andy__ · Gast

Ich habe Probleme beim Berechnen.
Was setze ich für r ein und was ist hier das Beschleunigungsmoment.
Bitte um Erläuterung. Danke!

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Das Rohr hängt doch mittig. Also ist der Drehradius die halbe Rohrlänge. Alles andere steht in meinem vorigen Beitrag.

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5786 Wohnort: Heidelberg

Was mich außerdem noch interessieren würde:

__Andy · Gast

Hab für das Trägheitsmoment J = m* [(r1² +r2²)/2] verwendet zur Berechnung.

Oke, jetzt ist mir der Radius r klar. Aber welchen Wert für s setze ich ein, um auf den Winkel zu kommen. Und wie komme ich auf die Beschleunigungszeit? Vielen Dank.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Das Trägheitsmoment ist falsch, da es sich auf die Symmetrieachse bezieht, die hier vorgegebene Drehachse jedoch die Querachse durch den Schwerpunkt ist.

Der Beschleunigungsweg auf dem Umfang ist mit s=6m vorgegeben.

Du solltest Dir die Aufgabe erstmal gründlich durchlesen und das physikalische Szenario verstehen.

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5786 Wohnort: Heidelberg

Vielleicht hilft für die Berechnung des Trägheitsmoments das bekannte eines Vollzylinders um seine Querachse, die man auch in der Liste von Wikipedia finden kann:
http://de.wikipedia.org/wiki/Tr%C3%A4gheitsmoment#Haupttr.C3.A4gheitsmomente_einfacher_geometrischer_K.C3.B6rper

Da muss man eben vom Vollzylinder den inneren Vollzylinder, der ausgeschnitten ist, abziehen.

Gruß
Marco