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Universitätsaufgabe Fahrradpedale
 
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IchbraucheHilfe
Gast





Beitrag IchbraucheHilfe Verfasst am: 24. Okt 2012 18:34    Titel: Universitätsaufgabe Fahrradpedale Antworten mit Zitat

Ein Fahrrad bewege sich mit der konstanten Geschwindigkeit Vo in Bezug auf eine Straße. Man wähle ein orthogonales Koordinatensystem, in dem die Straße ruht und sich das Fahrrad in Richtung der positiven x-Achse bewegt. Die Pedale des Fahrrads haben einen Abstand R vom Tretlager und rotieren mit der Winkelgeschwindigkeit w in der x-y Ebende. Zum Zeitpunkt t=0s befinde sich das Tretlager im Urpsrung des Koordinatensy<stems und die Kurbelarme seien in waagerechter Stellung, also parallel zur x-Achse ausgerichtet.
a) Bestimmen SIe die Bahnkurve r(t) des bei t=0s vorne stehnden Fahrradpedals! Zeichnen Sie die Projektion der Bahn in der x-y Ebene für verschiedene Werte Rw/v0.

Idee:



Ist die Form erstmal richtig? Wie kann ich jetzt Rw/V0 verstehen?

Danke!
Packo
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Beitrag Packo Verfasst am: 24. Okt 2012 18:55    Titel: Antworten mit Zitat

Die x-Komponente der Position muss R*cos(ωt) + t*V0 sein!
IchbraucheHilfe
Gast





Beitrag IchbraucheHilfe Verfasst am: 24. Okt 2012 19:02    Titel: Antworten mit Zitat

und warum?
Packo
Gast





Beitrag Packo Verfasst am: 24. Okt 2012 19:19    Titel: Antworten mit Zitat

Weil nach t Sekunden das Tretlager in der Position x = t*v0 ist und die Kurbel sich im Uhrzeigersinn um den Winkel ωt gedreht hat.

Schon aus der Dimensionsbetrachtung, kannst du sehen, dass du für die x-Komponente nicht [Länge] plus [Geschwindigkeit] haben kannst.
IchbraucheHilfe
Gast





Beitrag IchbraucheHilfe Verfasst am: 24. Okt 2012 19:30    Titel: Antworten mit Zitat

Jetzt habe ich es verstanden, aber was ist mit Rw/V0 gemeint?
Packo
Gast





Beitrag Packo Verfasst am: 24. Okt 2012 19:53    Titel: Antworten mit Zitat

Für verschiedene Verhältnisse Rω/v0 ergeben sich verschiedene Kurvenformen.
Ich werde sie zeichnen und hochladen.
Packo
Gast





Beitrag Packo Verfasst am: 24. Okt 2012 20:03    Titel: Antworten mit Zitat

Hier kannst du 3 typische Kurven sehen:
w**.picfront.org/d/8Qur
(bitte die Sternchen ** durch ww ersetzen).

1. Kurve: Rω/v0 = 3 Schleifen

2. Kurve: Rω/v = 1 (Grenzfall) Spitzen

3. Kurve: Rω/v0 = 1/2 Wellen
IchbraucheHilfe
Gast





Beitrag IchbraucheHilfe Verfasst am: 24. Okt 2012 20:21    Titel: Antworten mit Zitat

das bedeutet, dass es unterschiedliche Bahnen geben kann für unterschiedliche Verhältnisse von Rw/V0?
Packo
Gast





Beitrag Packo Verfasst am: 25. Okt 2012 07:05    Titel: Antworten mit Zitat

Ja.
Die Kurven sind Zykloiden und haben verschiedene Formen.

|Rω/v0| >1 ..... Schleifen
|Rω/v0| =1 ..... Spitzen
|Rω/v0| <1 ..... Wellen
Lila1992
Gast





Beitrag Lila1992 Verfasst am: 25. Okt 2012 14:50    Titel: Antworten mit Zitat

Kann ich, um jetzt die Geschwindigkeit zu berechnen, die Bahnkurve einfach komponentenweise ableiten oder ist es komplizierter?
Ich würde mich über eine Antwort freuen. smile
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