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Übergang Rutschen Rollen
 
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HartmannR



Anmeldungsdatum: 06.02.2024
Beiträge: 1

Beitrag HartmannR Verfasst am: 06. Feb 2024 09:25    Titel: Übergang Rutschen Rollen Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo,

die Herleitung des Drehimpulses wollte ich über Experiment machen, bei dem eine Kugel durch ein Pendel angeschubst wird. Die Kugel müsste nach dem "elastischen Stoß" kurzzeitig über den Tisch rutschen und langsam in die Drehbewegung übergehen, bis die Tangetialgeschwindigkeit gleich der Translationsgeschwindigkeit ist. So zumindest meine Annahme.

Über die Energieerhaltung bekomme ich das problemlos gerechnet. Über eine reine Impulsbetrachtung leider nicht. Zumindest passen die Ergebnisse nicht zusammen.

Die Frage ist: Wie setze ich die Impulsbetrachtung an? Bzw. geht das überhaupt?

Danke
HartmannR

Meine Ideen:
Energie: Ekin=E'kin + Erot -> Aufgelöst mit vtang = vtrans als Rollbedingung

Impuls:
1.) über delta_L/delta_p=konstant oder

2.) über die Reibungskraft: a=-Fr/m und alpha= Fr*R/ J

Andere Ideen habe ich nicht.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044

Beitrag DrStupid Verfasst am: 06. Feb 2024 10:09    Titel: Re: Übergang Rutschen Rollen Antworten mit Zitat

HartmannR hat Folgendes geschrieben:
Energie: Ekin=E'kin + Erot -> Aufgelöst mit vtang = vtrans als Rollbedingung


Das funktioniert nicht, weil durch die Reibung ein Teil der Energie als Wärme verloren geht.

Der Ansatz über die Kraft sieht für mich am besten aus. Das sollte dann über die Reibungsarbeit auch mit der Enrgie funktionieren.
Hartmann_R
Gast





Beitrag Hartmann_R Verfasst am: 07. Feb 2024 07:32    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen Dank für die Rückmeldung.

Das Reibung noch eine Rolle spielt, wollen wir weiterführend nachweisen. Hier würde ich einfach das Rechenergebnis mit den tatsächlichen Ergebnis des Experiments vergleichen. Da kann man auch Reibzahlen aus der Literatur nutzen. Energetisch ist die Sache schon sauber.

Beim Impuls wollte ich das genauso machen. Es gibt Lösungsansätze im Internet (wiki z.B. ;-) ) wo die Rotation einer Bowlingkugel über die Impulserhaltung nachvollzogen wird.

Mein Problem ist, dass sich die Lösungen für Energie und Impuls schon in der Theorie unterscheiden.

Viele Grüße von hier
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5875

Beitrag Myon Verfasst am: 07. Feb 2024 09:59    Titel: Antworten mit Zitat

Hartmann_R hat Folgendes geschrieben:
Mein Problem ist, dass sich die Lösungen für Energie und Impuls schon in der Theorie unterscheiden.

Wo tritt denn ein Widerspruch auf?
Wenn die Kugel zuerst gleitet und später infolge der Reibungskraft rollt, so ändern sich zwischen den beiden Zeitpunkten die mechanische Energie, der Impuls und der Drehimpuls der Kugel:







Bei der Reibungsarbeit ist zu beachten, dass Delta s nicht der zurückgelegte Weg der Kugel ist, sondern der Weg, den die beiden sich berührenden Oberflächen (Kugel, Unterlage) relativ zueinander zurücklegen.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5867
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 07. Feb 2024 12:20    Titel: Antworten mit Zitat

Gleiten:

Hartmann-R
Gast





Beitrag Hartmann-R Verfasst am: 07. Feb 2024 16:24    Titel: Antworten mit Zitat

Danke erstmal,

ich schau mal, ob ich was sinnvolles rausbekomme.
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