View Full Version : OT: Kleine Physikfrage
Mighty Max
16-01-04, 11:27
Naja eigentlich nicht wirklich passend für ein Neocron Forum, aber ich denke hier finde ich den ein oder anderen Schüler/Studenten der mir die Frage Beantworten kann:
Wird ein Körper beschleunigt, sind dabei ja bekanntlich immer 2 Kräfte im Spiel (Actio/Reactio). Nun ist die Frage: Wenn ich eine Rotation erzeuge, auf welchen Punkt wirken diese Kräfte. Ist es die Achse oder evtl doch der Schwerpunkt. (Zwei Sterne rotieren ja schliesslich auch um den Schwerpunkt, aber diese sind ja nur "weich" gekoppelt)
Bin für alle Antworten dankbar
MightyMax
Ich würd sagen Schwerpunkt, aber der wirkliche physik crack bin ich nich :)
Wenn der Körper symetrisch um sich selbst rotieren soll erzeugst du ein Drehmoment um den Schwerpunkt.
Ansonsten (z.B. wenn du einen Gegenstand an einer Ecke anfaßt und wirfst) kommen zur Rotation noch andere Kräfte hinzu (Beschleunigung etc.)
Naja, ne Rotation entsteht immer um eine Achse, nur manchmal liegen halt Achse und Schwerpunkt nicht übereinander :D
Mighty Max
16-01-04, 12:03
Hmm, danke schonmal für die Antworten bis hier hin.
Also der Aubau wäre wie folgt:
--
/ \
| o |---------x-O
\ /
--
An der Achse klein "o" sitzt ein Motor, der das Rad beschleunigen soll, die Masse gross "O" sitzt star verbunden mit der Achse - x Ist der Schwerpunkt. Die Konstruktion befindet sich in einem Kräftelosem zustand (keine Eigenbewegung, keine Schwerkräfte etc).
Der Motor Beschleunigt. => das Rad rotiert auf jeden Fall um klein "o". Die Frage ist, ob nun gross "O" und klein "o" um x zu rotieren anfangen, oder ob klein "o" an der gleichen Stelle verweilt und nur gross "O" entgegengesetzt zum Rad beginnt zu rotieren.
Du meinst glaube ich die so genannte Zentrifugalkraft.
Die Zentrifugalkraft (oder Fliehkraft) ist eine Kraft, die an einem auf eine Kreisbahn gezwungenen Körper angreift und von der Drehachse weg gerichtet ist. Die Zentripetalkraft ist die gleich große Kraft, die jedoch zur Achse gerichtet ist und den Körper auf der Kreisbahn hält. Zentrifugalkräfte und Zentripetalkräfte greifen nicht am Schwerpunkt des Körpers an.
So stehts im Lexikon, und bei Google ;)
Das Gegenwirkungsprinzip gilt natürlich auch für Drehbewegungen. Die Kraft die beim Beschleunigen einer Drehbewegung entgegenwirkt, ist das Massenträgheitsmoment des Körpers, der sich drehen soll.
Dabei ist es unerheblich ob sich der Körper um seinen eigenen Schwerpunkt dreht oder eine Bahn umläuft. Das Verfahren bleibt gleich. Man rechnet einfach das Massenträgheitsmoment für den jeweiligen Fall aus.
J = Intregral[r^2 dm]
J Massenträgheitsmoment
r Radius der Rotation
m rotierte Masse
Ich hoffe das hilft, wenn nicht - einfach weiter fragen.
Edit: Jetzt sehe ich erst den Versuchsaufbau. Drehen wird sich alles um den gemeinsamen Schwerpunkt des Aufbaus. Wo der liegt, kommt auf das Verhältnis der Massen des Motors mit Scheibe und des Stab mit Endgewicht an.
Mighty Max
16-01-04, 12:26
Hi again :D
@Bitburger, die Zentripetalkraft/Zentrifugalkräfte sind ausser Acht zu lassen. (Sie beschreiben ja nur die Kräfte in einer schon bestehenden Rotation)
Gegooglet hab ich schon, aber irgenwie scheint zwar jeder zu beschreiben, dass es eine Gegenkraft gibt jedoch nicht wo diese Kraft wirkt.
Das Massenträgheitsmoment hilft mir leider auch nicht weiter, ich kann zwar somit ausrechnen, wie die Geschwindigkeiten der "Arme" der Rotation sich verteilen, jedoch immer noch nicht auf welchen Punkt sie sich beziehen. Wozu wird R gemessen in dem obrigem Beispiel? Rotationsmasse zu klein "o" oder "x"?
Meine persönlich Annahme ist "o". Problem ist dabei, ich muss mir sicher sein, bevor ich mich mit weiteren Schlussfolgerungen (Die allein darauf basieren) blamiere. 8|
Btw, ist hier ein Anwalt? Ich muss mir dann was patentieren lassen/ erstmal notariel die Urheberschaft bestätigen lassen ;)
Ok, laß mich das anders erklären.
Der Aufbau besteht aus Motor mit Rad an Achse "o" sowie einer Masse "O". Beide sind verbunden mit einem Stab. Dreht der Motor, bewegt sich das Motorgehäuse gegenüber Achse mit Rad, Stab und Masse. "r" wird also von "o" zu "O" gemessen.
Trotzdem bleibt es dabei: Das Verhältnis der Massen bestimmt den Schwerpunkt der ganzen Konstruktion, um den sich alles drehen wird.
Originally posted by Mangus
Trotzdem bleibt es dabei: Das Verhältnis der Massen bestimmt den Schwerpunkt der ganzen Konstruktion, um den sich alles drehen wird.
genau...
Ich sag nur fahrradreifen
ist da irgendwo ein ungleichgewicht eiert das ganze rad
Mighty Max
16-01-04, 12:53
Widersprechen sich die beiden Aussagen nicht?
Wenn sich die Gesamtkonstruction um den Schwerpunkt(x) dreht, muss ich die Bewegungsenergie, also auch den Drehimpuls mit o zu x zu O berechnen. Aber das schliesst du im ertsen Satz ja aus.
@Bitburger, das kann man leider nicht so ganz vergleichen. Das Fahrrad Beispiel hat viel zu viele differenzen zu dem obrigen Modell. Bei dir sind beide Massen ausgeglichen, und unterliegen des weiteren der Schwerkraft (vor allem der Rahmen). Rotiert das Rad alleine, hast du keine Gegenmasse, dir Fehlt also jegliches Actio/reactio. Es ist lediglich ein Ungleichgewicht der Zentrifugalkräfte die sich nicht mehr in alle Richtungen aufheben.
komsiche diskussion :D
was willst du eingentlich genau wissen?
also "o" treibt über "x" groß "O" an ja?
sobald beide dann rotieren, drehen sich beide auch um "x". denn "x" ist die achse. wobei "o" => "x" => "O" einen drehmoment ausübt
Mittelpunkt einer Kreisscheibe ist der Schwerpunkt der Scheibe: Bei Drehung um die Achse durch den Schwerpunkt treten keine äußeren Drehmomente auf. Ohne Reibung würde sich eine Scheibe beliebig lang um den Schwerpunkt drehen.
Wie kann man den Schwerpunkt eines beliebigen Objektes bestimmen?
Ein Drehmoment wirkt so lange bis der Schwerpunkt unter dem Drehpunkt liegt. Die Kreuzungspunkte von vertikalen Linien durch die Drehpunkte liefert dann den Schwerpunkt.
btw... ich meinte die ganze zeit das Rad, also den reifen mit felge. Vom Ramen war gar nicht die rede :)
Mighty Max
16-01-04, 13:16
Beim versuch ein einfaches Praxisbeispiel zu erstellen, hab ichs glaub ich grad gefunden.
Das Rotations-reactio wirkt an der eigentlichen Achse(Radnarbe). Die nicht ausgeglichene Zentrifugalkraft wird an der Achse zerre(Senkrecht zur beschleunigungskraft der "O" Masse) => Rotation um den gemeinsamen Schwerpunkt.
Schade. Wäre ein so schöner und einfacher Antrieb ohne Masse auszustossen gewesen :p Muss da wohl doch weiter denken :angel:
Danke an alle die geholfen haben meinen Fehler zu finden.
Keine ursache, meine Kfz-Ausbildung liegt zwar bereits nen weilchen zurück, aber ein bischen was glaube ich dann doch noch zu wissen :p
€: Das Rotations-reactio wirkt an der eigentlichen Achse(Radnarbe). Die nicht ausgeglichene Zentrifugalkraft wird an der Achse zerren(Senkrecht zur beschleunigungskraft der "O" Masse) => Rotation um den gemeinsamen Schwerpunkt.
Das würde man dann Unwucht nennen
Originally posted by Mighty Max
...Schade. Wäre ein so schöner und einfacher Antrieb ohne Masse auszustossen gewesen :p ...
Wolltest Du damit fliegen oder so?
Ich glaube er hatte wohl eine schnapsidee.
Und selbst wenn da was bei rum gekommen wäre, so wären wir alle Teilhaber dieser erfindung, und somit gäbs ne klage wenn du das auf dich aleine patentieren lassen wolltest *g*
Ach was, Schnapsidee. Es ist immer gut sich über solche Sachen Gedanken zu machen und etwas dabei zu lernen.
Patentieren lassen kann man sich das nicht. Dazu darf nämlich nichts vorher veröffentlicht sein - und dieses Forum ist öffentlich.
Mighty Max
16-01-04, 13:49
Ja, es war eine Schnappsidee.
öffentlich machen tu ich doch gar nichts. Es ging hier doch nur um Grundprinzipien der Physik, jedoch nirgendwo durch welche techn. Konstruktion diese genutzt werden. :angel:
Ahh, btw, kann jetzt /close 'ed werden :D Danke
Hi,
was ich nicht verstehe an der Zeichnung:
Wird das System noch beschleunigt? Wenn ja, dann ist es (eigentlich) im Angriffspunkt gelagert (heisst, das system ist in x und y FEST) und das System dreht sich nicht um den Massenschwerpunkt.
Oder man vereinfacht es und sagt, an dieser Stelle wird nur ein Drehmoment ins System eingebracht. Dann kann man das Drehmoment (zeichnerisch vereinfachend) beliebig in den Massenschwerpunkt verschieben.
Steht ein System "freischwebend" im Raum, dreht es sich um seinen Massenschwerpunkt.
Reaktio-Kräfte treten nur dann auf, wenn weiterhin beschleunigt wird.
Ist das nicht der Fall, dann will sich das System mit derselben Geschwindigkeit weiterdrehen, wie es bisher beschleunigt wurde.
Wird das Lager auf einmal entfernt, ändern sich natürlich der Drehmittelpunkt und höchstwahrscheinlich auch die Drehgeschwindigkeit.
Originally posted by Mighty Max
Ahh, btw, kann jetzt /close 'ed werden :D Danke
Okilidokili
/close
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