RegistrierenRegistrieren   LoginLogin   FAQFAQ    SuchenSuchen   
Kreisel dreht sich
 
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Mechanik
Autor Nachricht
Dreistein007



Anmeldungsdatum: 11.01.2016
Beiträge: 712

Beitrag Dreistein007 Verfasst am: 24. März 2017 08:31    Titel: Kreisel dreht sich Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo,
Ein Kreisel rotiert mit einem Drehimpuls von . Nach einer konstanten Verzögerung des Kreisels hat sich seine Drehzahl um reduziert. Dabei wurde ihm eine Rotationsenergie von 5,45 J entzogen. Man berechne den Drehimpuls nach der Verzögerung, die beiden Winkelgeschwindigkeiten sowie das Massenträgheitsmoment des Kreisels.

Ich habe für die Roatationsenergie eine Gleichung hinbekommen, und weiß nicht, wie ich diese weiter umformen soll. Ich würde gerne ausrechnen.
Es kommt raus:

Meine Ideen:
Siehe Attachment



Unbenannt.png
 Beschreibung:
 Dateigröße:  8.95 KB
 Angeschaut:  1051 mal

Unbenannt.png


Auwi



Anmeldungsdatum: 20.08.2014
Beiträge: 602

Beitrag Auwi Verfasst am: 24. März 2017 10:14    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe aus denn Angaben ein Gleichungssystem mit 3 Unbekannten gemacht:

Alle Zahlenwerte in SI-Einheiten !



Das ergab:



Schreibfehler in Gleichung zwei berichtigt, die Berechnung war aber m.E. richtig.


Zuletzt bearbeitet von Auwi am 24. März 2017 12:17, insgesamt einmal bearbeitet
Dreistein007



Anmeldungsdatum: 11.01.2016
Beiträge: 712

Beitrag Dreistein007 Verfasst am: 24. März 2017 10:27    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Auwi,

das kann irgendwie nicht hinhauen, was du gemacht hast.

Ich habe das jetzt nochmals gerechnet und habe folgende logisch durchdachte Lösungen bekommen.
Schau mal in die Attachments.



Unbenann2t.png
 Beschreibung:
Blatt 2
 Dateigröße:  44.96 KB
 Angeschaut:  1026 mal

Unbenann2t.png



Unbenannt.png
 Beschreibung:
Blatt 1

Download
 Dateiname:  Unbenannt.png
 Dateigröße:  50.43 KB
 Heruntergeladen:  136 mal

as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5786
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 24. März 2017 11:20    Titel: Antworten mit Zitat

Naja, im Prinzip ist die Rechnung schon richtig, aber eigentlich kommt man nicht so ohne weiteres auf die Umformung von Zeile 4 auf Zeile 5 in der Rechnung auf dem ersten Blatt. Das funktioniert zufällig nur deshalb, weil L=Jw ist und deshalb implizit die 3. binomische Formel da verwendet wird. Die ist aber der eigentliche Schlüssel zur Lösung.
Ich habe das so:

Wobei ich hier die dritte bin. Formel (x^2-y^2) = (x-y)(x+y) verwendet habe.
Dann erst habe ich J in die zweite Klammer rein multipliziert:

Da L = Jw kann man die beiden Summanden in der Klammer durch den jeweiligen Drehimpuls ersetzen und hat dann eine Gleichung mit nur noch einer Unbekannten, nämlich dem Drehimpuls nach. Das läuft dann auf Deine Gleichung raus, aber die Umformung ist bei Deiner Gleichung eher unklar bis falsch (wenn man eben L nicht auflöst erst und dann die 3. bin. Formel anwendet).

Gruß
Marco
Auwi



Anmeldungsdatum: 20.08.2014
Beiträge: 602

Beitrag Auwi Verfasst am: 24. März 2017 12:22    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Dreistein007
Ich habe zwar in meinem Beitrag einen Schreibfehler entdeckt, kann aber keinen logischen Fehler finden. Welche von den drei Gleichungen stimmt denn nicht?
Die Berechnung führte ich mit den richtigen (korrigierten) Gleichungen durch, daß machte mein TI-89
Gruß, Auwi
Dreistein007



Anmeldungsdatum: 11.01.2016
Beiträge: 712

Beitrag Dreistein007 Verfasst am: 24. März 2017 12:33    Titel: Antworten mit Zitat

,,Das funktioniert zufällig nur deshalb, weil L=Jw ist und deshalb implizit die 3. binomische Formel da verwendet wird''

Eben deswegen hab ich den Ansatz gewählt. Was soll daran falsch sein es zu faktorisieren?

Auwi:
Auwi hat Folgendes geschrieben:




Das ergab:




Und du hast also konkret diese Lösungen herausbekommen?
Darf ich das so verstehen?
Wenn ja, dann kann das eigentlich nicht stimmen.
In der Musterlösung kommt schon von vorne rein für das Massenträgheitsmoment :
das war:
und genau das habe ich auch in meiner eignene Rechnung auch heraus.
Du hast aber heraus.
Das kann es doch nicht sein?!
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5786
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 24. März 2017 12:53    Titel: Antworten mit Zitat

Dreistein007 hat Folgendes geschrieben:
,,Das funktioniert zufällig nur deshalb, weil L=Jw ist und deshalb implizit die 3. binomische Formel da verwendet wird''

Eben deswegen hab ich den Ansatz gewählt. Was soll daran falsch sein es zu faktorisieren?

Du schreibst ja quasi:


Wie kommst Du darauf? Wenn ich die linke Seite mal aus-multipliziere kommt zuerst einmal das hier raus:

Die beiden mittleren Summanden müssen sich also weg heben, damit Deine Umformung funktioniert. Das ist aber ja jetzt an dieser Stelle noch überhaupt nicht sichtbar, dass es das auch tut, wenn man nicht erst einmal L durch L=Jw ersetzt, also so in etwa:

Jetzt erst kann man sehen, dass linke und rechte Seite gleich sind.
Ich dachte nur, wenn Du ständig jeden einzelnen noch so kleinen Schritt gezeigt bekommen willst, warum lässt Du hier einen wie ich meine nicht-ganz-trivialen einfach weg? Ich habe den Eindruck, dass Dir das selbst nicht so ganz bewusst war, oder? Das kannst Du doch mit deinem "faktorisieren" nicht wirklich gemeint haben, oder?

Gruß
Marco

PS: Außerdem kommt mir das unglaubwürdig vor, weil wenn Du diesen Überblick tatsächlich gehabt hättest, warum ersetzt Du denn zwei Schritte vorher noch Jw durch L, wenn Du es für das Anwenden der 3. bin. Formel ja doch wieder als Jw auffassen musst und nicht als L? Das macht doch keinen Sinn irgendwie.
Ich werde bei Dir einfach nicht schlau. Ich habe den Eindruck, dass Du sonstwoher irgendwelche Lösungen bekommst/zusammen stückelst, dabei nur maximal die Hälfte verstehst und dann aber trotzdem zufrieden bist, wenn das richtige Ergebnis raus kommt. Falls das so wäre, dann würde Du aber in Wahrheit nur sehr wenig bei dieser Art des Aufgaben-Bearbeitens lernen und letztlich wäre die von Dir investierte Zeit größtenteils vergeudet. Außerdem machst Du Dir dann selbst was vor, dass Du nämlich ja jetzt Bescheid wüsstest, in Wahrheit hast Du es aber doch nicht verstanden. Das passt auch damit zusammen, dass Du immer noch der Auffassung bist, Komplettlösungen würden Dir weiter helfen, wo Du in Wahrheit so gut wie gar nichts dabei lernst.
Ich kann mich natürlich irren hier, aber mir kommt es nunmal so vor. Letztlich ist es mir ja auch egal und es ist Deine eigene Sache, nur fände ich es eben schade, wenn Du dann doch viel Zeit darein investierst aber das Ergebnis dann am Ende viel schlechter ist, als Du eigentlich erwartet hattest.


Zuletzt bearbeitet von as_string am 24. März 2017 13:06, insgesamt einmal bearbeitet
Dreistein007



Anmeldungsdatum: 11.01.2016
Beiträge: 712

Beitrag Dreistein007 Verfasst am: 24. März 2017 13:03    Titel: Antworten mit Zitat

Ich antworte dir gleich, aber erst mal muss ich auf auwis antwort warten.
Er hat da ganz andere Ergebnisse als ich. Stimmen seine Ergebnisse oder habe ich ein falschen Ergebnis?
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5786
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 24. März 2017 13:11    Titel: Antworten mit Zitat

Dreistein007 hat Folgendes geschrieben:
Ich antworte dir gleich, aber erst mal muss ich auf auwis antwort warten.
Er hat da ganz andere Ergebnisse als ich. Stimmen seine Ergebnisse oder habe ich ein falschen Ergebnis?

Bei mir kommt for L(nach) das hier raus:


Gruß
Marco

PS: Sind es jetzt eigentlich L(vor) = 0,15kgm^2/s oder 0,16kgm^2/s? Die Einheit war im ursprünglichen Aufgabentext ja schon falsch, oder?

PPS: Ich habe also letztlich das raus, was Du auch raus hast. Aber war hat das mit der Antwort auf meinen Text zu tun? Verstehe nicht, warum Du darauf erst dann antworten kannst, wenn Du die Antwort von auwi zu einem ganz anderen Thema hast. Ist das eine Ausrede???
Auwi



Anmeldungsdatum: 20.08.2014
Beiträge: 602

Beitrag Auwi Verfasst am: 24. März 2017 13:14    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe meine 3 Gleichungen nochmal eingegeben, Ergebnis dasselbe. Welche von den Gleichungen stimmt denn nicht ?




Mir ist Deine Berechnung von J nicht klar....
Gruß, Auwi
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5786
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 24. März 2017 13:34    Titel: Antworten mit Zitat

Bei mir kommt übrigens für Lvor - Lnach nicht 0,06kgm^2/s sondern knapp 0,04kgm^2/s raus.
Aber das liegt wahrscheinlich daran, dass aus den 0,15 kg m^2/s vom ursprünglichen Text in der Rechnung plötzlich 0,16 kg m^2/s geworden sind. Was ist denn da jetzt richtig? Schätze hierin liegt die komplette Abweichung zu Auwi.

J kann man ja einfach ausrechnen, wenn man Delta L durch Delta omega teilt. Komme dann mit den 0,15kgm^2/s auf den Wert, den auch Auwi hat:
9,5E-4 kgm^2

Gruß
Marco
Dreistein007



Anmeldungsdatum: 11.01.2016
Beiträge: 712

Beitrag Dreistein007 Verfasst am: 24. März 2017 14:10    Titel: Antworten mit Zitat

PS: hatte mich vertippt, es kommt 0,16 heraus und nicht 0,15. Es tut mir leid dafür, das sehe ich erst jetzt.

string,
as_string hat Folgendes geschrieben:

PS: Außerdem kommt mir das unglaubwürdig vor, weil wenn Du diesen Überblick tatsächlich gehabt hättest, warum ersetzt Du denn zwei Schritte vorher noch Jw durch L, wenn Du es für das Anwenden der 3. bin. Formel ja doch wieder als Jw auffassen musst und nicht als L? Das macht doch keinen Sinn irgendwie.


Solch einen Überblick hatte ich nicht. Ich habe bloß faktorisiert, wie bereits angeschrieben.
Also nochmal:

Minus, weil die Rotationsenergie abnimmt.
Rotationsenergie:


Dann umschreibe ich die Formel in:

Ich will ja das bestimmen.
In dieser Gleichung kann ich nun erstmal faktorisieren!!!!

Kannst du mir bis hier hin folgen? So, und ab hier habe ich gesehen, dass ich und auch aus der Klammer lösen kann, damit ich in der Klammer eben die Differenz der Winkelgeschwindigkeit stehen habe.
Das ist nur eine stink normale Faktorisierung und an die 3. Binomische Formel habe ich nicht mal gedacht.
Dann erhalte ich also durch die weitere Faktorisierung Folgendes:


Kurze Probe, um zu schauen, ob ich tatsächlich richtig faktorisiert habe:

So, die Probe hat gezeigt, dass ich falsch faktorisiert habe und Unsinn gemacht habe!
Nichtdestotrotz haben ich damit weiter gerechnet und habe dann nach der falschen Faktorisierung umgeformt und erhielt trotzdem das richtige Ergebnis.
Fazit: Ich habe nicht mal soweit gedacht hier binomische Formeln zu verwenden.
Kannst du mir sagen, wie ich beginnend von hier aus:

eben richtig umformen kann, um zu erhalten?

Kurz zu den Lösungen von Auwi:

Das ergab:




Du hast also diese Lösungen herausbekommen. as_string sagt mir, dass meine Lösungen richtig seien. Wie kann also deine Lösung richtig sein Auwi, wenn doch as-string sagt, dass meine Lösungen richtig sind?
Wie bist du also auf gekommen konkret? Der Wert erscheint mir vom Bauchgefühl eher zu klein .
Wie ich auf das Trägheitsmoment gekommen bin?
Ich habe fälschlicherweise falsch faktorisiert, aber immernoch ein richtiges Ergebnis(komischerweise) für den Drehimpuls nachher erhalten, und mit diesem haben ich dann weiter gerechnet.
L_ver ist die Drehimpulsdifferenz, die ich dann ausgerechnet habe, und dieses dividiert durch die Winkelgeschwindigkeitsdifferenz ergibt eben mein Massenträgheitsmoment, der beträgt.
Das liegt dann daran ,dass du mit 0,15 gerechnet hast, was ich falsch angegeben habe. Es tut mir leid!
Kurz zu as_string,
Nein, ich habe keine Lösungsschritte, und ich baue mir auch keine zusammen aus gegebenen. Was ich höchstens manchmal habe sind Endlösungen.

,,Das passt auch damit zusammen, dass Du immer noch der Auffassung bist, Komplettlösungen würden Dir weiter helfen, wo Du in Wahrheit so gut wie gar nichts dabei lernst. ''

Bis jetzt hatte ich gar keine Komplettlösungen hier bekommen, und lerne eben genau so jetzt, wie vorher auch.
Ich bin mir aber ziemlich sicher, dass Komplettlösungen helfen, wenn sie gut strukturiert und erklärend sind. Aber das ist jetzt ein anderes Thema nun.
Lass uns also jetzt bei dieser Aufgabe bleiben bitte.
Auwi



Anmeldungsdatum: 20.08.2014
Beiträge: 602

Beitrag Auwi Verfasst am: 24. März 2017 14:32    Titel: Antworten mit Zitat

Mit L=0,16 kg*m²/s (geändert, da Tippfehler im Original)
komme ich nun auf folgende Werte:




und damit:


So erzeugen kleine Ungenauigkeiten viel Arbei...
Gruß, Auwi


Zuletzt bearbeitet von Auwi am 26. März 2017 09:28, insgesamt einmal bearbeitet
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5786
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 24. März 2017 15:19    Titel: Antworten mit Zitat

Dreistein007 hat Folgendes geschrieben:

Kurze Probe, um zu schauen, ob ich tatsächlich richtig faktorisiert habe:

Aha...
Dreistein007 hat Folgendes geschrieben:
Kannst du mir sagen, wie ich beginnend von hier aus:

Habe ich doch schon im meinem Post von 11:20 Uhr gemacht. Wenig später hab ich Dir dann auch gezeigt, warum bei Dir das richtige Ergebnis raus kommt. Vielleicht solltest Du einfach auch mal lesen, was Dir die Leute so schreiben und auch versuchen, das zu verstehen.

Gruß
Marco
Dreistein007



Anmeldungsdatum: 11.01.2016
Beiträge: 712

Beitrag Dreistein007 Verfasst am: 25. März 2017 10:24    Titel: Antworten mit Zitat

Okey danke, ich versuche es noch nachzuvollziehen.
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Mechanik