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Drehpunkt bei frei beweglichem Körper bestimmen
 
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taxus1



Anmeldungsdatum: 05.11.2016
Beiträge: 17

Beitrag taxus1 Verfasst am: 05. Nov 2016 14:14    Titel: Drehpunkt bei frei beweglichem Körper bestimmen Antworten mit Zitat

Hallo,
meine Frage ist die folgende:
Ich habe einen frei beweglichen Körper, den ich anstoße, sodass ein Drehmoment erzeugt wird und der Körper in Rotation versetzt wird. Wie kann ich herausfinden, um welchen Punkt sich der Körper dreht? Man könnte denken, es sei immer der Schwerpunkt, aber ich habe es bei einigen Gegenständen ausprobiert und bemerkt, dass der Drehpunkt längst nicht immer der Schwerpunkt ist. Wovon hängt die Lage des Drehpunkts ab bzw. wie kann ich sie bestimmen? Wäre super, wenn mir jemand auf die Sprünge helfen könnte!
Brillant



Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1504
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Beitrag Brillant Verfasst am: 05. Nov 2016 14:43    Titel: Re: Drehpunkt bei frei beweglichem Körper bestimmen Antworten mit Zitat

taxus1 hat Folgendes geschrieben:
Wie kann ich herausfinden, um welchen Punkt sich der Körper dreht?
Wieso Punkt? Bei Drehung gibt es doch eine Achse, also viele Punkte.

Es müsste zwei Punkte an der Oberfläche des rotierenden Körpers geben (Nord- und Südpol?), die nicht an der Rotation beteiligt sind. Auf dieser Achse liegen die gesuchten Punkte, von denen man wohl einen beliebigen wählen könnte, wenn es dann genau einer sein muss.

Andererseits weiss ich nicht, wie man ihn bezeichnen sollte. Vielleicht als Koordinate in einem X-Y-Z System, in dem eine Achse mit der Drehachse zusammenfällt?

taxus1 hat Folgendes geschrieben:
und bemerkt, dass der Drehpunkt längst nicht immer der Schwerpunkt ist.
Der Schwerpunkt wird am unbewegten Objekt ermittelt, die Drehachse am rotierenden Objekt. Da muss es Unterschiede geben, denn z.B. ein Autorad wird in Rotation versetzt, um es auszuwuchten. Allerdings ist ein Autorad kein frei beweglicher Körper, seine Drehachse ist vorgegeben.
taxus1



Anmeldungsdatum: 05.11.2016
Beiträge: 17

Beitrag taxus1 Verfasst am: 05. Nov 2016 15:56    Titel: Drehachse bei frei beweglichem Körper bestimmen Antworten mit Zitat

Vielen Dank für die schnelle Antwort!
Ich meine natürlich nicht Drehpunkt, sondern Drehachse, sorry. Aber auch die Drehachse eines angestoßenen Körpers, der niergendwo fixiert ist, sich also frei bewegen kann, geht nicht immer durch den Schwerpunkt. Wie kann man die Lage der Drehachse bestimmen?
Beispiel: Man legt sein Handy oder einen anderen Gegenstand auf den Tisch, stößt diesen an. Dann sieht man, dass die Lage der Drehachse vom Ort des Stoßes abhängig ist.
Meine Frage ist, inwiefern die Lage der Drehachse vom Stoßort und ggf. von anderen Faktoren abhängig ist.
Brillant



Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1504
Wohnort: Hessen

Beitrag Brillant Verfasst am: 05. Nov 2016 16:21    Titel: Re: Drehachse bei frei beweglichem Körper bestimmen Antworten mit Zitat

taxus1 hat Folgendes geschrieben:
Man legt sein Handy oder einen anderen Gegenstand auf den Tisch, stößt diesen an. Dann sieht man, dass die Lage der Drehachse vom Ort des Stoßes abhängig ist.
Ungewöhnliche Versuchsanordnung. Du stößt den Tisch an verschiedenen Punkten an und das Handy dreht sich???

Ich habe mal mein liegendes Handy angestoßen (auch den Tisch, aber das bringt nichts). Es dreht sich immer um dieselbe Achse.

Kann sein, dass deine Körper so geformt sind, dass sich der Auflagepunkt bei der Drehung ändert, dass es also wackelt. Meinst du so einen Effekt?

keltische Wackelsteine
VeryApe



Anmeldungsdatum: 10.02.2008
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Beitrag VeryApe Verfasst am: 05. Nov 2016 16:40    Titel: Antworten mit Zitat

Aber sicher doch dreht sich ein freibeweglicher Körper immer um eine Achse durch den Massenmittelpunkt.

der Massenmittelpunkt ist für jede Koordinate



Das bedeutet für den Bezugspunkt direkt auf den Massenmittelpunkt des Körpers gelegt





die summe aller Massepunkte mal deren Abstand zum Massenmittelpunkt des Gesamtkörpers ergeben null

die Summe der Dalembert Trägheitskräfte (Zentrifugalkräfte) aufgrund Rotation ist



da die summe aller Massepunkte mal r um den gesamten Massenmittelpunkt null ergibt löschen sich nur dort die Zentrifugalkräfte aus-

Im Prinzip erfordert ja eine Rotation um die Drehachse das umlenken der Rotationsgeschwindigkeiten der Massepunkte, das ich hier mit Dalembert Trägheitskräften ausdrücke.

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Prof Dr Heiner Flassbeck - Wirtschaftsforscher -
WAS IST LOS IN EUROPA? https://www.youtube.com/watch?v=a9mduhSSC5w
Brillant



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Beitrag Brillant Verfasst am: 05. Nov 2016 16:47    Titel: Antworten mit Zitat

VeryApe hat Folgendes geschrieben:
Aber sicher doch dreht sich ein freibeweglicher Körper immer um eine Achse durch den Massenmittelpunkt.
Warum kann dann ein Autorad nicht statisch ausgewuchtet werden? Da muss es doch noch was geben ...
VeryApe



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Beitrag VeryApe Verfasst am: 05. Nov 2016 16:59    Titel: Antworten mit Zitat

Weil kleine Unwuchten das bedeutet das der Massenmittelpunkt des Rades nicht genau im Rotationszentrum der Anlage liegt durch die Drehgeschwindigkeiten zu größeren messbaren Kräften führt, würde ich sagen

Du könntest das auch statisch machen hängst das Rad auf eine Nabe und schaust ob es in eine Richtung von selbst durch die Schwerkraft dreht dann kannsd du aber ordentlich schmieren, weil du hast ja Reibung in der Nabe die kleine Unwuchten kompensiert.

Bei der Rotation steckt ein omega² drinnen und die Reibung fallt weg da du ja das Rad aktiv drehst und die Zentrifugalkräfte misst.

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Beitrag Brillant Verfasst am: 05. Nov 2016 17:38    Titel: Antworten mit Zitat

Mir fällt gerade ein, dass beim Auswuchten innen (zum Fahrzeug) und außen Gewichte angebracht werden.

Wie wäre es. wenn ich zwei unregelmäßige Holzscheiben mit einem gewissen Abstand fest auf einer Drehachse so befestige, dass der Schwerpunkt der Gesamtmasse auf der Achse liegt.

Aber die Schwerpunkte der beiden Scheiben liegen nicht auf dieser Achse, sondern auf entgegengesetzten Seiten. Dann würde die eine Scheibe eiern und die andere auch.

Das müsste doch bei Rotation zur Vibration führen, bei Eigenresonanz zum Bruch der Achse?
VeryApe



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Beiträge: 3178
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Beitrag VeryApe Verfasst am: 05. Nov 2016 20:21    Titel: Antworten mit Zitat

Meinst du so ähnlich wie bei einer pedalkurbel

https://ddrdiamant.files.wordpress.com/2015/04/kettenschutz.jpg

ich habe nur behauptet das die drehachse durch den Massenmittelpunkt geht nicht das sie stabil im Raum liegen muß.

Wenn du dir die Kurbel anschaust dann liegt der Massenmittelpunkt genau mittig innerhalb der Kurbel die durch das Zahnrad geht.

Aber eine Drehachse horizontal ins Bild hinein durch das Zahnrad würde instabil sein. weil es noch Zentrifugalmomente gibt.

links vorne wirkt ne Kraft nach aussen rechts hinten die gleiche auch nach aussen (es handelt sich um Dalembertträgheitskräfte die auftreten würden wenn man sich die rotationsachse ins Bild hinein denkt) dadurch heben sich zwar die Kräfte auf aber nicht deren drehmomente.

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