Walze und Klotz an der Schiefen Ebene?
Hallo,
komme bei der folgenden Aufgabe nicht weiter:
Eine Walze mit der Masse m1=1kg und dem Radius R=10cm rollt reibungsfrei einer Schiefen Ebene mit dem Neigungswinkel Phi herunter. Gleichzeitig rutscht ein Klotz mit der Masse m2=600g die Ebene herunter. Auf den Klotz wirkt eine Reibungskraft, die Gleitreibungszahl zwischen Ebene und Klotz beträgt Mü=0,25
Wie groß muss die Neigung der Ebene sein damit sich beide Körper immer mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen?
9 Antworten
Zwei triviale Lösungen: 0° und 90°.
Möglicherweise gibt es eine dritte Lösung. Um die zu ermitteln, musst Du als Funktion des Winkels zunächst Hangabtriebs- und Normalkraft errechnen, dann
a) die Beschleunigung des Klotzes (Hangabtriebskraft minus Gleitreibungskraft).
b) die Beschleunigung der Walze - nicht ganz trivial, da sich die Hangabtriebskraft auf lineare und Rotations-Beschleunigung aufteilt. Da aber beim rollenden Rad lineare- und Rotationsgeschwindigkeit zueinander proportional sind, und Du das Trägheitsmoment vermutlich nicht selber integrieren, sondern aus einer Tabelle entnehmen sollst, reicht vermutlich Mittelstufenmathematik aus.
Die beiden Beschleunigungen gleichsetzen und daraus den Winkel bestimmen.
Beide Beschleunigungen sind übrigens unabhängig von der Masse des Klotzes bzw. der Walze.
bei 90° gibt es keine Gleitreibung mehr und auch kein Drehmoment, nur der Luftwiderstand wird trotzdem auf den Klotz stärker wirken
zweiter Versuch
Gruß, H.
Wenn der Klotz senkrecht fällt, ist Reibung 0. die Reibung hängt von der Anpresskraft ab.
Bei der Rolle ist neben der Anziehungskraft auch das Rotations-Trägheitsmoment zu berücksichtigen. Dadurch dass die Rolle rollt, wird in der Rolle kinetische Energie gespeichert....
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Gruß, H.