Wie kommt man auf den kinematischen Zusammenhang?

2 Antworten

Also, x1=phi*2r kannst Du ja schonmal nachvollziehen. x2=phi*r funktioniert im Grunde genauso, nur dass sich das auf das Seil um die kleine Rolle mit Radius r bezieht und x1 auf die große Rolle mit Radius 2r.

Wenn wir nun x3 betrachten ist das im Endeffekt ein Flaschenzug. Im einfachsten Fall eines flaschenzugs ist das Seil an einem Ende fest aufgehängt und am anderen kann man es bewegen, wobei sich die Rolle jeweils um die Hälftes des Wegs bewegt, die man am freien Ende zieht - was dem Durchschnitt der Geschwindigkeiten der Seilenden entspricht.

Hier ist der Flaschenzug am großen und kleinen Radius der massenbehafteten Umlenkrolle aufgehängt, womit der Weg (und die Wegänderung) jeweils der Durchschnitt des Wegs ist, der am großen und am kleinen Radius zurückgelegt wird. Also 0,5*(x1+x2), wie in der Musterlösung beschrieben.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung

Wir betrachten die Rolle mit R=2*r und r

Wir wählen R=1 m und r=0,5 m

Umfang von Kreis U=2*r*pi=r*phi weil phi=2*pi ein Vollkreis in rad ist.

Dreht sich nun die Rolle um 1 Umdrehung

s1=x1=R*phi=1 m*2*pi=6,283..m geht die Masse m1=... nach unten

s2=x2=r*phi=0,5 m*2*pi=3,14159.. m Wird Seil auf die Rolle gewickelt

also ist x2=1/2*x1

Geschwindigkeit=zurückgelegter Weg s pro Zeiteinheit t

also v1=s1/t=x1/t und v2=x2/t → x1´=2*r*(phi)´ mit (phi)´=w=Winkelgeschwindigkeit

x2´=1/2*x1´ weil ja die zurückgelegte Weg am großen Umfang R=2*r doppelt so groß ist,wie der zurückgelegter Weg am kleinen Umfang r.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – hab Maschinenbau an einer Fachhochschule studiert