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[quote="Schrödingers Katze"]Also mal langsam. Letztes Jahr hab ich Physik studiert und davor Schiffsbau. Nein, natürlich nicht, also was ist eine Schiffsländte? Geht auch ein Pfosten um den ich ein Seil wickle? Dann könnte ich auch die zweite Gleichung zuordnen, das [latex]\Delta\alpha=\frac{\Delta l}{R}[/latex]. Ich verwende Delta, weil das d für unendlich kleine Abschnitte steht und das trifft hier nicht zu. Jedenfalls gibt das ja nur an, in welchem Verhältnis der Winkel zur anliegenden Seillänge und R steht, also wenn z.B das Seil einmal komplett rum ist gilt mit [latex]\frac{2\pi R}{R}[/latex] für den Winkel 360°. Interessanter ist da schon das andere. Welche Reibung erzeugt das Seil, abhängig von der Kraft, die zieht? Ich kann die Gleichung leider nicht überprüfen, also gehe ich davon aus dass sie richtig ist. Wenn nun ein Seil an einem Pfosten anliegt und man betrachtet einen einzelnen Punkt davon auf der Kreisoberfläche, dann sieht man dass an diesem Punkt Seil die Kraft, die sich in dem Seil von Punkt zu Punkt fortpflanzend überträgt, nahezu tangential angreift. Da alle benachbarten Punkte jedoch eine winzige kleinigkeit höher oder, je nachdem, tiefer liegen, entsteht ein unendlich kleiner Winkel (Skizze). Das entstehende Dreieck gleicht einer schiefen Ebene. Nur ist die Normalkraft (F*) hier von einem so unendlich kleinen Winkel [latex]\mathrm{d}\alpha[/latex] bestimmt, dass man den Sinus weglassen kann (Sinus kleiner Winkel = Winkel). Damit ergibt sich für einen Punkt [latex]F*=F\cdot\sin{\mathrm{d}\alpha}\approx F*\cdot \mathrm{d}\alpha[/latex]. Derselbe kleine Winkel findet sich auch auf dem Kreis, und da müsste man eigentlich annehmen können, dass deren Summe den großen Winkel ergibt: [latex]\sum\limits_0^{\alpha} \mathrm{d}\alpha = \alpha[/latex]. Das geht auch mit nem Integral, ist ganz einfach ein Faktor zum Integrieren, aber ich weiß nicht ob ihr das schon hattet. Jedenfalls wird so aus der Kraft aus einem Punkt in der Summe die Kraft aller Punkte, indem der kleine Winkel einfach durch die Summe der kleinen Winkel ersetzt wird. /edit: etwas zu langsam, aber vllt etwas ausführlicher...[/quote]
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Schrödingers Katze
Verfasst am: 27. Dez 2006 17:23
Titel:
Das stimmt schon. Bei einem kleineren Durchmesser des Seils wäre der Winkel dx jeweils größer im Verhältnis zu dem bei einem größeren Durchmesser, und damit die Kraft pro Punkt ebenfalls. In der Summe stimmts dann wieder.
vectorix
Verfasst am: 27. Dez 2006 12:05
Titel:
prosit neujahr, danke vielmal für die ausführliche Erklärung und Zeichnung. Nun weis ich wo ich den Winkel zuordnen kann. Und was ja hier faszinierend ist, ist das gleich wie Dick so ein Stab ist, die Reibungskraft immer nur von den Anzahl Windungen abhängt
Schrödingers Katze
Verfasst am: 26. Dez 2006 22:27
Titel:
Also mal langsam. Letztes Jahr hab ich Physik studiert und davor Schiffsbau. Nein, natürlich nicht, also was ist eine Schiffsländte? Geht auch ein Pfosten um den ich ein Seil wickle? Dann könnte ich auch die zweite Gleichung zuordnen, das
. Ich verwende Delta, weil das d für unendlich kleine Abschnitte steht und das trifft hier nicht zu. Jedenfalls gibt das ja nur an, in welchem Verhältnis der Winkel zur anliegenden Seillänge und R steht, also wenn z.B das Seil einmal komplett rum ist gilt mit
für den Winkel 360°.
Interessanter ist da schon das andere. Welche Reibung erzeugt das Seil, abhängig von der Kraft, die zieht? Ich kann die Gleichung leider nicht überprüfen, also gehe ich davon aus dass sie richtig ist. Wenn nun ein Seil an einem Pfosten anliegt und man betrachtet einen einzelnen Punkt davon auf der Kreisoberfläche, dann sieht man dass an diesem Punkt Seil die Kraft, die sich in dem Seil von Punkt zu Punkt fortpflanzend überträgt, nahezu tangential angreift. Da alle benachbarten Punkte jedoch eine winzige kleinigkeit höher oder, je nachdem, tiefer liegen, entsteht ein unendlich kleiner Winkel (Skizze).
Das entstehende Dreieck gleicht einer schiefen Ebene. Nur ist die Normalkraft (F*) hier von einem so unendlich kleinen Winkel
bestimmt, dass man den Sinus weglassen kann (Sinus kleiner Winkel = Winkel). Damit ergibt sich für einen Punkt
. Derselbe kleine Winkel findet sich auch auf dem Kreis, und da müsste man eigentlich annehmen können, dass deren Summe den großen Winkel ergibt:
. Das geht auch mit nem Integral, ist ganz einfach ein Faktor zum Integrieren, aber ich weiß nicht ob ihr das schon hattet. Jedenfalls wird so aus der Kraft aus einem Punkt in der Summe die Kraft aller Punkte, indem der kleine Winkel einfach durch die Summe der kleinen Winkel ersetzt wird.
/edit: etwas zu langsam, aber vllt etwas ausführlicher...
hertzschüler
Verfasst am: 26. Dez 2006 20:53
Titel:
wenn du ein Seil um etwas rundes wickelst drückt es überall gleich stark, die Kraft verteilt sich halt auf die Auflagefläche.
Als Kraft interessiert dich nun die Normalkraft
. Diese ist die Kraft, die Senkrecht zum Untergrund wirkt, bei Kreisförmigen Querschnitt also entlang des Radius. Bei dir ist
die gesamte kraft und
ein Stück Kreisumfang an dme das Seil anliegt. Dieses Stück sollte idealerweise infinitisimal klein sein, da der Untergrund ja sonst gekrümmt ist und somit nicht überall die Kraft Senrecht zum untergrund sein kann.
vectorix
Verfasst am: 26. Dez 2006 16:14
Titel: Normalkraft bei Seilwindung
Hi
Ich hab da ein Verständnisproblem, bei der Normalkraft, wenn es darum geht ein Seil zum Beispiel um eine Schiffsländte zu wickeln.
Also bei der schiefen ebene ist es mir klar
Der Betrag ist mir dort anschaulich klar, da nur der Cosinus dort in Frage kommt...
Nun, bei der Schiffsländte, dort zeigt die Normalkraft ja gegen aussen überall dort, wo sich das Seil drumwickelt. Nun habe ich hier eine Formel die sagt mir das
, wobei
ein Winkel ist vom Kreiszentrum ausgemessen.
Dann steht noch
, wobei hier R der Rarius ist und l ein Längenstück wo das Seil durchgeht.
Bei der schiefen Ebene wär ja alpha = b/l, wo dann b die Breite ist und l die länge des Anstiegs. Aber irgendwiei kann ich das nicht übertragen auf die Schiffsländte
Kann mir das jemand anschaulich erleutern?
vielen dank für eine Antwort