Bremswirkung

BremsederMechanik1234 · Anmeldungsdatum: 23.09.2020 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hallo physikerboard community,

dass ist mein erster Beitrag hier und ich hoffe, dass ich das Problem ausreichend genau erläutern kann. Mir fehlt aktuell der Ansatz wie ich das ganze logisch angehen soll.

Problem:
Eine Kraft x wirkt mit einem Hebel von 0,15m zur Achse an einem rotierendem Körper mit einem Trägheitsmoment y. Ein Seil ist mit einem Hebel zur Achse von 0,05m befestigt, dass nach einer Längenänderung von z eine Widerstandskraft von 600 N aufbringen kann und diese weiterhin aufbringt auch wenn der externe Moment zu hoch für das Seil ist (das Seil reißt nicht sondern verlängert sich und bringt durchgehend 600N auf). Resultierend ist eine Winkeländerung des rotierenden Körpers mit einer gewissen Geschwindigkeit. Frage ist: Wie beeinflusst das Seil mit der Kraft die Winkelgeschwindigkeit?

Meine Ideen:
Ich sehe das System sehr vereinfacht an und arbeite gerade auf einer Ebene. ICh habe bereits versucht über den Drallsatz eigene Berechnungen durchzuführen doch bin kläglich gescheitert. Zweite Idee war es mit dem D'Alembert Prinzip zu rechnen aber dadurch, dass keine Hebelarme integriert sind komme ich damit auch nicht ans Ziel.

Natürlich weiß ich, dass das Problem sehr theoretisch ist und ich keine klaren Rechenansätze habe. Bin trotzdem über jede Hilfe glücklich und falls die Problemstellung unklar ist gerne nochmal nachfragen.

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5863 Wohnort: jwd

Bitte Skizze.

BremsederMechanik · Anmeldungsdatum: 23.09.2020 Beiträge: 1

Anbei die Skizze.

Willkommen im Physikerboard!
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Vieel Grüße
Steffen

Nils Hoppenstedt · Anmeldungsdatum: 08.01.2020 Beiträge: 2019

Mir ist nicht ganz klar, wie ich die "Widerstandskraft" in der Skizze deuten soll. Aber wenn sie tangential am rotierenden Körper angreift, dann gilt:

F: Widerstandskraft
r: Radius
I: Trägheitsmoment
omega: Winkelgeschwindigkeit

Viele Grüße,
Nils

PhysikDAU4711 · Gast

Die Frage ist etwas diffus gestellt. Mir fehlt z.B. der Winkel der externen Kraft zum Hebel. Mir scheint es jedoch so, das hier das resultierende Moment aus Seilkraft und externen Hebel die herausragende Rolle spielt. Es verhält sich ähnlich wie bei den Newtonschen Bewegungsgleichungen für Punktmassen. Nur muss die Kraft durch das Drehmoment ersetzt werden und die Masse durch das Trägheitsmoment. Die Geschwindigkeit durch die Winkelgeschwindigkeit und Beschleunigung durch die Winkelbeschleunigung.

Translation: Kraft = Masse * Beschleunigung
Rotation: Drehmoment = (Massen)Trägheitsmoment * Winkelbeschleunigung

Das ist der Ansatz. Der Rest ist nur noch Rechnerei.

Winkelgeschwindigkeit = Integral(Drehmoment/Trägheitsmoment)*dt + C

Winkel= Integral(Winkelgeschwindigkeit)*dt + Winkel0

Viel Glück

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5863 Wohnort: jwd