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Drehimpulserhaltung Stab
 
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phoa
Gast





Beitrag phoa Verfasst am: 24. Feb 2015 22:15    Titel: Drehimpulserhaltung Stab Antworten mit Zitat

Hallo!

Ich habe folgendes Problem: i.mgur.com/JprxWDO.png

Lösung:

Die vorgegebene Lösung, die ich hier habe, setzt im 1. Schritt die Rotationsenergie mit der potentiellen gleich, was in dem Fall ja nicht schwierig wäre.

Das Problem ist aber, dass es folgendermaßen aussieht:



Ich komme einfach nicht drauf, warum man die Rotationsenergie mit gleichsetzt.

Mir ist klar, dass man dieses Beispiel über Energieerhaltung und Drehimpulserhaltung rechnet, aber ich komme nicht darauf, warum man dafür 3mgl als potentielle Energie verwendet.

Ich hätte noch einen alternativen Lösungsvorschlag, habe aber keine Ahnung ob der funktionieren dürfte:







Da der Stab nach dem Auftreffen der Masse ja 2m hat und oben den radius 2l besitzen würde, würde ich auf das gleiche Ergebnis kommen, aber wie gesagt: keine Ahnung ob man es in der Form rechenn darf.

MfG
planck1858



Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw

Beitrag planck1858 Verfasst am: 25. Feb 2015 02:29    Titel: Antworten mit Zitat

Hi,

der Link funktioniert leider nicht!

_________________
Die Naturwissenschaft braucht der Mensch zum Erkennen, den Glauben zum Handeln. (Max Planck)

"I had a slogan. The vacum is empty. It weighs nothing because there's nothing there. (Richard Feynman)
phoa
Gast





Beitrag phoa Verfasst am: 25. Feb 2015 03:55    Titel: Antworten mit Zitat

Sorry, i.imgur.com/JprxWDO.png is der link
Namenloser324
Gast





Beitrag Namenloser324 Verfasst am: 25. Feb 2015 04:21    Titel: Antworten mit Zitat

Da stimmt was nicht bei dir.
Du musst den Schwerpunkt des Stabes berücksichtigen. Dieser liegt initial bei y = -L/2 (y-achse nach oben gedacht, Ursprung in A). Zusammen mit der Knetmasse liegt er woanders.
phoa
Gast





Beitrag phoa Verfasst am: 25. Feb 2015 18:29    Titel: Antworten mit Zitat

Wäre nett, wenn jemand meine Schritte überprüfen könnte, ob ich alles richtig gemacht habe (Ich setze y=0 beim runterhängenden Stab):

Schritt 1 - Schwerpunkt berechnen



Schritt 2 - Gesamtträgheitsmoment berechnen



Schritt 3 - Drehimpulserhaltung



Da ich nicht kenne, rechne ich es über Energieerhaltung aus:



Jetzt nehm ich die Ursprüngliche Drehimpulserhaltung wieder her und berechne die Mindestgeschwindigkeit:



lg
phoa
Gast





Beitrag phoa Verfasst am: 25. Feb 2015 18:31    Titel: Antworten mit Zitat

Achso, das (*1) sollte eine Anmerkung sein, dass die doppelte Länge vom Schwerpunkt wenn er nach unten hängt, bis nach oben 6/4 l ist, die Masse ist auch doppelt wenn ich Epot, wenn der stab oben ist, ausrechnen möchte, daher 3mgl.
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5797
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 25. Feb 2015 23:54    Titel: Antworten mit Zitat

phoa hat Folgendes geschrieben:
Wäre nett, wenn jemand meine Schritte überprüfen könnte, ob ich alles richtig gemacht habe (Ich setze y=0 beim runterhängenden Stab):

Wieso denn das? Der Ursprung ist doch sonst immer auf Höhe der Drehachse. Das bringt doch nichts, da jetzt plötzlich einen anderen zu nehmen.
phoa hat Folgendes geschrieben:



Gut, die Rechnung ist ja recht einfach, wenn Stabmasse und Knetmasse beide sind und bei einem homogenen Stab der Schwerpunkt in der Mitte liegt, dann ist natürlich der Schwerpunkt von Knetmasse und Stab gerade in der Mitte deren beider Schwerpunkte. Wenn Du den Ursprung in den Drehpunkt verlagerst, dann wäre also bei y=-3/4 l der Schwerpunkt.
phoa hat Folgendes geschrieben:
Schritt 2 - Gesamtträgheitsmoment berechnen



Ja. jetzt aber wieder in Bezug auf den Drehpunkt. Dann bleib doch auch bitte dabei!

Der Rest empfinde ich, ehrlich gesagt, gerade zu kompliziert für die späte Stunde...
Der Rechenweg ist an sich ganz einfach: Stoß -> Drehimpuls erhalten. Drehimpuls vorher: mvl, Trägheitsmoment von Stange plus Knet hast Du ja, also einfach gleich setzen -> Ergibt Omega nach den Stoß und damit die Rotationsenergie.
Der Schwerpunkt wird von y=-3/4 l auf y = +3/4 l angehoben, also um 3/2l. Die Rotationsenergie muss also mindestens 3/2 l (2*m) g = 3lmg haben.

Gruß
Marco
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