Rotation einer Scheibe

Elect-Rick · Anmeldungsdatum: 11.01.2021 Beiträge: 56

Meine Frage:
Eine anfangs homogene, zylinderförmige Scheibe der Masse m = 2 kg mit dem Radius R = 20 cm wird von einer konstanten Kraft F, die tangential am Rand angreift, so beschleunigt, dass sie nach 5 Umdrehungen eine Drehzahl von 10 Umdrehungen pro Sekunde erreicht hat.
a) Wie groß war die Kraft?
b) An die Scheibe kuppelt von oben eine weitere Scheibe vom gleichen Material und gleicher Dicke an. Die Rotationsgeschwindigkeit verringert sich dabei auf 3/4. der ursprünglichen Rotationsgeschwindigkeit. Wie groß ist der Radius der zweiten Scheibe?
c) Wie viel Prozent der ursprünglichen Rotationsenergie ging beim Ankuppeln verloren?

Meine Ideen:
Zu a) finde ich keinen Ansatz, außer, dass man den Weg phi mit 2pi * 10 berechnet (ist das richtig?)
b) Hier findet Drehimpulserhaltung statt, richtig? Nur weiß ich nicht genau, wie ich hier vorgehen muss...
c) Ebenfalls kein Ansatz...

Nils Hoppenstedt · Anmeldungsdatum: 08.01.2020 Beiträge: 2019

a) Den Drallsatz

verwenden um daraus zuerst das Drehmoment und dann die Kraft zu bestimmen.

b) Drehimpuls der Einzelscheibe = Drehimpuls der Doppelscheibe

c) Rotationsenergien von Einzel- und Doppelscheibe ausrechnen und daraus die Differenz bestimmen.

Viele Grüße,
Nils

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5863 Wohnort: jwd

M=I * Delta omega/Delta t = F * r

E_rot = 1/2 * I * omega;^2

Damit müsstest Du weiterkommen.