Materialseilbahn - Perpetuum mobile?

Mike Jamroofer · Anmeldungsdatum: 23.04.2017 Beiträge: 1

Wenn auf einer Weihnachtsfeier physikalische Fragen nicht gelöst werden können - dann vielleicht hier?!

Und zwar wurde die These aufgestellt, dass eine Materialseilbahn auch ganz ohne Antriebsenergie betrieben werden könnte, um Erze von einem Tal über einen Berg ins andere Tal zu transportieren. Die Erze werden auf der einen Seite beladen; über eine kurze (aber steile) Strecke zum Gipfel gezogen und rollen durch das Eigengewicht über eine lange (aber weniger steile) Stecke hinab zum Entladeort.
Die Theorie dahinter: Auf dem kurzen Stück sind nur wenige beladene Hunte zum Gipfel unterwegs (weniger Gewicht); auf dem langen Stück schieben jedoch viele beladene Hunte nach unten zur Entladestelle. Um das zu illustrieren, habe ich mich an einer Zeichnung versucht:

http://img5.fotos-hochladen.net/uploads/materialseilbahpyh64mjit2.png

Meine Meinung: Das kann nicht funktionieren, weil für das steile Stück hinauf mindestens genauso viel Energie notwenig ist, wie durch das lange Stück hinab zusammenkommt. Mal ganz abgesehen von Reibungsverlusten dergleichen.
Mit der Meinung stehe ich jedoch ziemlich alleine da; auch jetzt wo alle Kollegen wieder nüchtern. Darum meine Frage: Wer liegt falsch?

Gezeichnet
Mike Jamroofer

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3247

Weihnachtsfeier im April Prost

wieso sollte das ein perpetuum mobile sein.

Wenn du auf der rechten Seite beladest und auf der linken Seite entladest, dann mußt du ja irgendwann starten. dann sind alle leer.

Wenn du anfängts auf einer Seite zu befüllen mußt du mal die gesamte Ladung am Start auf die andere Seite bringen, da kommst du ohne Antrieb nicht drumherum bzw ohne Energiezufuhr.

Jetzt nehmen wir mal an wir hätten den Start hinter uns gebracht und die Anordnung wäre so das sich die linke Seite und rechte Seite mit den tangentialen Gewichtskomponenten ausgleichen und das ganze wäre in Bewegung.

Hier brauchst du zunächst keine Energie reinstecken.

Annahme:
sowie eine Gondel in die Entladestation reinkommt. befindet sich auf der anderen Seite eine Gondel die gerade beladen wird. Nehmen wir an das geschieht unter der Seilgeschwindigkeit weil sonst müssten wir das ganze immer abbremsen und neu starten, dann bräuchten wir enorme Energie.

Auf der einen Seite nehmen wir Entladegut heraus das die potentielle Energie (Lageenergie) von null (Entladestation h=0) hat aber kinetische Energie. auf der anderen Seite legen wir Ladegut hinein das die potentielle Energie von null hat aber leide keine kinetische Energie.

Könnten wir die kinetische Energie der Teile auf der Entladestation wieder auf der anderen Seite den Teilen auf der Befüllstation übermitteln müssten wir überhaupt keine Energie mehr zuführen. Wir haben eben nur das Startszenario das enorme Energie kostet.

Das wird aber schwer möglich sein. Nehmen wir an Arbeiter entladen. dann müssen die Arbeiter die Teile abbremsen und diese kinetische Energie geht in Wärme.

Auf der Beladestation gibt es 2 Möglichkeiten. Entweder die Arbeiter, die beladen, bringen die Teile auf die Systemgeschwindigkeit (seilgeschwindigkeit) oder wir lassen das den Antrieb machen. das kostet Energie.
Entweder von den Arbeiten aufgebracht oder vom Motor. Das äußert sich in einer Kraft die auf der rechten seite mehr benötigt wird die in beschleunigung der Teile geht.

Geschweige denn gibt es die ganze Zeit reibungsverluste, Lagerreibung sowie Luftwiderstand das die Systemgeschwindigkeit abgebremst wird.

Man kann hier einfach eine Systembetrachtung machen wieviel Energie geht auf der Entladestation verloren wieviel kommt auf der Beladestation gleichzeitig dazu und das differiert um die kinetische Energie der Teile wohlgemerkt ohne Reibung.

Ohne Energiezufuhr wird es nicht möglich sein, allerdings wird die nicht allzu groß sein.

Man könnte auch die Teile rüberschießen. auch hier benötigt man kinetische Energie GEschwindigkeit. könnte man die Geschwindigkeit der rübergeschossenen Teile nutzen und sie auf die zurückgeblieben übertragen bräuchte man auch hier keine weitere Energie zuführen sondern nur einmal am Start.

Ganz anders wäre es wenn man die Teile insgesamt auf ein höheres Niveau hebt.

Im Endeffekt hebst du sie aber bei der Anlage nicht auf ein höheres Niveau. Entladestation und befüllstation liegen auf gleichen Niveau. Die Hubarbeit spielt daher keine Rolle.

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3247

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

Hallo!

Mal ganz abgesehen von kinetischer Energie und Energieverlust bei Beschleunigen/Abbremsen oder was auch immer...
Die Grundaussage der PP-befürwortenden Partygäste ist ja schon völlig falsch.
So wie ich das verstanden habe ist ja die Meinung, dass weil auf der einen Seite mehr Masse hängt (weil längeres Seil) als auf der anderen, müsste durch die Gewichtskraft das Ding von alleine loslaufen, ähnlich wie bei einer Atwoodschen Fallmaschine oder so.
Das funktioniert aber deshalb nicht, weil nicht die gesamte Gewichtskraft der jeweiligen Massen gezählt werden dürfen, sondern nur der Anteil, der in Richtung des Seils zeigt. Das ist ähnlich wie die Hangabtriebskraft auf der schiefen Ebene, die man auch in der Schule lernt und die deshalb den Diskussionsteilnehmern eventuell nicht ganz unbekannt sein sollte. Ob das System, das die Massen auf eine Bahn zwingt, eine schiefe Ebene ist oder ein Tragseil einer Seilbahn, spielt dabei keine Rolle.
Wenn man also nur diesen "Hangabtriebs"-Anteil der Gewichtskraft nimmt, wird man erstaunt feststellen, dass bei gleicher Höhendifferenz "zufällig" das Massenverhältnis der beiden Seiten gerade dem Hangabtriebskraft-Verhältnis einer einzelnen Masse entspricht (nur umgekehrt) und sich deshalb beide gegenseitig ausgleichen...

Gruß
Marco

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3247

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen