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Umlenkrolle mit zwei unterschiedlichen Massen
 
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peanut



Anmeldungsdatum: 01.12.2015
Beiträge: 46

Beitrag peanut Verfasst am: 02. Mai 2017 13:56    Titel: Umlenkrolle mit zwei unterschiedlichen Massen Antworten mit Zitat

Hallo, ich habe folgendes Beispiel vor mir und wollte wissen wo der Fehler in meinem Rechnenweg liegt. Wenn ich das mit dem Schwerpunktsatz und dem Drallsatz löse:

Zwei Blöcke mit Massen m1=4kg und m2 = 2kg sind jeweils frei hängend über eine Umlenkrolle mit einem Seil verbunden. Die Umlenkrolle ist ein homogener Vollzylinder mit Masse M =2kg und Radius R = 20cm. Das als masselos angenommene Seil laufe schlupffrei (keine Rollbewegung) und die Lagerung sei reibungsfrei. a) Wie groß ist die lineare Beschleunigung der beiden Blöcke? b) Wie groß ist die Winkelbeschleunigung der Rolle? c) WIe groß sind die beiden Seilkräfte links und rechts der Umlenkrolle?

Meine Überlegung wäre nun gewesen dass ich mir den Schwerpunktsatz für die Masse 1 & die Masse 2 aufstelle:

Masse 1:


Masse 2:


und der Drallsatz: (für die Rolle)


kinematische Beziehung:






Trägheitsmoment:



und wenn ich dass dann auflöse kommt mir aber nicht das richtige heraus, könnte mir jemand einen Tipp geben wo mein Fehler liegt bzw. ob ich dieses BSPl überhaupt mit DS & SS lösen kann

Dankeschön



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as_string
Moderator


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Beiträge: 5789
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Beitrag as_string Verfasst am: 02. Mai 2017 14:07    Titel: Antworten mit Zitat

Ich meine, der Ansatz sollte richtig sein. Zeig doch mal Deine Rechnung. Wie sieht die Musterlösung aus?

Gruß
Marco
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5868
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Beitrag Mathefix Verfasst am: 02. Mai 2017 14:07    Titel: Antworten mit Zitat

Überprüfe die Vorzeichen in der Gleichung für m_2 anhand Deiner richtigen Skizze.
peanut



Anmeldungsdatum: 01.12.2015
Beiträge: 46

Beitrag peanut Verfasst am: 02. Mai 2017 14:37    Titel: Antworten mit Zitat







allerdings kommt bei der Lösung die ich habe und die wir in der Vorlesung (anderer Rechenweg/Ansatz) gerechnet haben

Mathefix



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Beitrag Mathefix Verfasst am: 02. Mai 2017 14:46    Titel: Antworten mit Zitat

peanut hat Folgendes geschrieben:


Sieht besser aus.
as_string
Moderator


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Beiträge: 5789
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Beitrag as_string Verfasst am: 02. Mai 2017 14:53    Titel: Antworten mit Zitat

Mathefix hat Folgendes geschrieben:
peanut hat Folgendes geschrieben:


Sieht besser aus.

Verstehe ich nicht. Ist das nicht äquivalent zu der am Anfang angegebenen, außer dass auf beiden Seiten -1 multipliziert wurde?
Ich kann nicht sehen, warum die eine oder die andere falsch sein sollte...

Gruß
Marco
peanut



Anmeldungsdatum: 01.12.2015
Beiträge: 46

Beitrag peanut Verfasst am: 02. Mai 2017 15:12    Titel: Antworten mit Zitat

nein, die ist nicht gleich.

In der Vorlesung haben wir es folgendermaßen gerrechnet:



















und ich versteh auch diesen Rechenweg und wieso wir das so gemacht haben, ich find meinen halt nur nicht so umständlich und im großen und ganzen logischer allerdings kommt halt nicht das gleiche raus
Mathefix



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Beitrag Mathefix Verfasst am: 02. Mai 2017 15:27    Titel: Antworten mit Zitat

as_string hat Folgendes geschrieben:
Mathefix hat Folgendes geschrieben:
peanut hat Folgendes geschrieben:


Sieht besser aus.

Verstehe ich nicht. Ist das nicht äquivalent zu der am Anfang angegebenen, außer dass auf beiden Seiten -1 multipliziert wurde?
Ich kann nicht sehen, warum die eine oder die andere falsch sein sollte...

Gruß
Marco


Wenn ich mich micht irre, muss es heissen:





peanut hatte ursprünglich geschrieben:

Masse 2
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5789
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Beitrag as_string Verfasst am: 02. Mai 2017 15:34    Titel: Antworten mit Zitat

Mathefix hat Folgendes geschrieben:

Wenn ich mich micht irre, muss es heissen:




Die "positive" Bewegungsrichtung des Seils ist doch links nach unten und rechts nach oben. Dann muss doch rechts die Gewichtskraft zu einer negativen Beschleunigung und die Seilkraft zu einer positiven führen, gerade umgekehrt wie auf der anderen Seite.

Mathefix hat Folgendes geschrieben:
peanut hatte ursprünglich geschrieben:

Masse 2

Ja, und jetzt ist ein Minus ganz am Anfang vor m2.
Mal abgesehen, dass ich das auch für richtig halte, ist es eben beides äquivalent zueinander.

Gruß
Marco
as_string
Moderator


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Beiträge: 5789
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 02. Mai 2017 15:39    Titel: Antworten mit Zitat

Ich denke, das Vorzeichen in Deinem "Drallsatz" ist falsch.

Gruß
Marco
peanut



Anmeldungsdatum: 01.12.2015
Beiträge: 46

Beitrag peanut Verfasst am: 02. Mai 2017 17:28    Titel: Antworten mit Zitat

Wenn ich das Vorzeichen in meinem Drallsatz ändere passt es aber nicht mehr mit der Skizze zusammen, bzw wie sollte er dann richtig ausschauen?
peanut



Anmeldungsdatum: 01.12.2015
Beiträge: 46

Beitrag peanut Verfasst am: 02. Mai 2017 17:47    Titel: Antworten mit Zitat

Danke ich hab die Lösung und weis auch wa falsch war. Hätte einfach die Bedingungen für Gleichgewicht aufstellen sollen. Danke Mathefix für den Tipp.

1)


2)



Dann passt es auch mit meinem ursprünglichen DS.

Danke allen für ihre Hilfe & schönen Tag noch
Derfnam
Gast





Beitrag Derfnam Verfasst am: 02. Mai 2017 22:15    Titel: Re: Umlenkrolle mit zwei unterschiedlichen Massen Antworten mit Zitat

peanut hat Folgendes geschrieben:
Hallo, ich habe folgendes Beispiel vor mir und wollte wissen wo der Fehler in meinem Rechnenweg liegt. Wenn ich das mit dem Schwerpunktsatz und dem Drallsatz löse:

Zwei Blöcke mit Massen m1=4kg und m2 = 2kg sind jeweils frei hängend über eine Umlenkrolle mit einem Seil verbunden. Die Umlenkrolle ist ein homogener Vollzylinder mit Masse M =2kg und Radius R = 20cm. Das als masselos angenommene Seil laufe schlupffrei (keine Rollbewegung) und die Lagerung sei reibungsfrei. a) Wie groß ist die lineare Beschleunigung der beiden Blöcke? b) Wie groß ist die Winkelbeschleunigung der Rolle? c) WIe groß sind die beiden Seilkräfte links und rechts der Umlenkrolle?

Meine Überlegung wäre nun gewesen dass ich mir den Schwerpunktsatz für die Masse 1 & die Masse 2 aufstelle:

Masse 1:


Masse 2:


und der Drallsatz: (für die Rolle)


kinematische Beziehung:






Trägheitsmoment:



und wenn ich dass dann auflöse kommt mir aber nicht das richtige heraus, könnte mir jemand einen Tipp geben wo mein Fehler liegt bzw. ob ich dieses BSPl überhaupt mit DS & SS lösen kann

Dankeschön


Hallo,
Vorschlag.

Gruß:
Manni



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Derfnam
Gast





Beitrag Derfnam Verfasst am: 02. Mai 2017 22:48    Titel: Re: Umlenkrolle mit zwei unterschiedlichen Massen Antworten mit Zitat

peanut hat Folgendes geschrieben:
Hallo, ich habe folgendes Beispiel vor mir und wollte wissen wo der Fehler in meinem Rechnenweg liegt. Wenn ich das mit dem Schwerpunktsatz und dem Drallsatz löse:

Zwei Blöcke mit Massen m1=4kg und m2 = 2kg sind jeweils frei hängend über eine Umlenkrolle mit einem Seil verbunden. Die Umlenkrolle ist ein homogener Vollzylinder mit Masse M =2kg und Radius R = 20cm. Das als masselos angenommene Seil laufe schlupffrei (keine Rollbewegung) und die Lagerung sei reibungsfrei. a) Wie groß ist die lineare Beschleunigung der beiden Blöcke? b) Wie groß ist die Winkelbeschleunigung der Rolle? c) WIe groß sind die beiden Seilkräfte links und rechts der Umlenkrolle?

Meine Überlegung wäre nun gewesen dass ich mir den Schwerpunktsatz für die Masse 1 & die Masse 2 aufstelle:

Masse 1:


Masse 2:


und der Drallsatz: (für die Rolle)


kinematische Beziehung:






Trägheitsmoment:



und wenn ich dass dann auflöse kommt mir aber nicht das richtige heraus, könnte mir jemand einen Tipp geben wo mein Fehler liegt bzw. ob ich dieses BSPl überhaupt mit DS & SS lösen kann

Dankeschön


Deine Skizze ist falsch.
erkü



Anmeldungsdatum: 23.03.2008
Beiträge: 1414

Beitrag erkü Verfasst am: 03. Mai 2017 00:17    Titel: Antworten mit Zitat

Richtige Kräfte-Zeichnung:
Fallmaschine



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_________________
Das Drehmoment ist der Moment, wo es zu drehen anfängt. :punk:
Derfnam
Gast





Beitrag Derfnam Verfasst am: 03. Mai 2017 08:38    Titel: Antworten mit Zitat

erkü hat Folgendes geschrieben:
Richtige Kräfte-Zeichnung:
Fallmaschine


Räusper:
Die Beschleunigungsrichtungen der beiden Massen (grün) sind richtig eingezeichnet?
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5888

Beitrag Myon Verfasst am: 03. Mai 2017 09:56    Titel: Antworten mit Zitat

Derfnam hat Folgendes geschrieben:
Räusper:
Die Beschleunigungsrichtungen der beiden Massen (grün) sind richtig eingezeichnet?

Ja. Es wurde - vgl. die Gleichungen weiter oben - für beide Massen die gleiche Variable für die Beschleunigung verwendet. Sonst müsste man z.B. a1, a2 verwenden mit a1=-a2.


Zuletzt bearbeitet von Myon am 03. Mai 2017 10:07, insgesamt einmal bearbeitet
Derfnam
Gast





Beitrag Derfnam Verfasst am: 03. Mai 2017 10:07    Titel: Antworten mit Zitat

Myon hat Folgendes geschrieben:
Derfnam hat Folgendes geschrieben:
Räusper:
Die Beschleunigungsrichtungen der beiden Massen (grün) sind richtig eingezeichnet?

Ja. Es wurde - vgl. die Gleichungen weiter oben - für beide Massen die gleiche Variable für die Beschleunigung verwendet. Sonst müsste man z.B. a1, a2 verwenden mit a1=-a2.


Ich bestreite ja nicht "a" an sich, sondern nur deren eingezeichnete Richtung. Wegen der Massenträgheit ist diese der Bewegungsrichtung entgegengesetzt.
Geht die Masse links nach unten, wirkt "a" an dieser Masse nach oben.

Besser ist es, wenn man die einzelnen Komponenten freischneidet und dort die Kräfte usw. einzeichnet.
Insofern wäre meine Skizze auch verbesserungsbedürftig, indem an der stat. Rolle mittig die Gegenkraft eingezeichnet wäre.
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5888

Beitrag Myon Verfasst am: 03. Mai 2017 10:16    Titel: Antworten mit Zitat

Da verstehe ich Dich nicht ganz. Es ist m1>m2, folglich ist a - wenn so eingezeichnet wie in den Skizzen - positiv. Man kann beide Pfeile auch entgegengerichtet einzeichnen (a priori weiss man die Beschleunigungsrichtung ja nicht unbedingt), dann käme eine negative Beschleunigung heraus.
Derfnam
Gast





Beitrag Derfnam Verfasst am: 03. Mai 2017 12:26    Titel: Antworten mit Zitat

Myon hat Folgendes geschrieben:
Da verstehe ich Dich nicht ganz. Es ist m1>m2, folglich ist a - wenn so eingezeichnet wie in den Skizzen - positiv. Man kann beide Pfeile auch entgegengerichtet einzeichnen (a priori weiss man die Beschleunigungsrichtung ja nicht unbedingt), dann käme eine negative Beschleunigung heraus.


Es ist ein ungünstig, in eine Skizze der Gesamtanordnung alle Kräfte u. Gegenkräfte einzutragen.
Besser u. übersichtlicher ist das Freischneiden der einzelnen Körper.
Aber das soll nun jeder machen wie er will.



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