Rotationsenergie < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) für Interessierte  | | Datum: | 15:49 So 15.11.2009 | | Autor: | Dinker |
Hallo
![[a]](/images/paperclip.gif "Dateianhänge") [Bild Nr. 1 (fehlt/gelöscht)]
Ich dachte eigentlich da muss ich nur mit etwas Rotationsenergie rechnen und das war's....
1. Phase, erste Scheibe steht still.
= 35.09 J
2 Phase
35.09 J = [mm] Winkelgeschwindigkeit^2 [/mm] * [mm] (\bruch{Trägheitsmoment 1 + Trägheitsmoment 2}{2}
[/mm]
35.09 J = [mm] Winkelgeschwindigkeit^2 [/mm] * [mm] (\bruch{0.7}{2})
[/mm]
Winkelgeschwindigkeit = 10.01 rad/s also rotiert es in einer Sekunde 1.59 rum, in einer MInute 95.616 mal
Wo ist der Fehler?
Danke
Gruss Dinker
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 15:52 So 15.11.2009 | | Autor: | Dinker |
Hallo
Hier habe ich noch eine allgemeine Frage, da ich etwas verwirrt bin. Gilt hier Impuls- und Energieerhaltung? Ist da irgend ein Widerstand?
Danke
Gruss Dinker
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Für die Drehbewegung gelten sowohl Drehimpuls- als auch Energieerhaltungssatz.
Während die Energie aber in andere Energieformen umgewandelt werden kann (Wärme usw.), ist dies beim Drehimpuls nicht der Fall.
Versucht man, Drehimpuls und reine Rotationsenergie zu erhalten, so gelingt das nicht, wenn die Scheiben gekoppelt werden.
Deshalb: Nur der Gesamt-Drehimpuls bleibt erhalten. Daraus errechnet man nun die verbleibende Rotationsenergie, die fehlende Energie geht beim Ankoppeln der zweiten Scheibe in Reibungswäre über.
Analogie: Zwei Autos mit gleicher Masse und gleicher Geschwindigkeit stoßen frontal aufeinander. Sie haben zwei gleichgroße, entgegengesetzte Impulse. Prallen sie nach dem Zusammenstoß nicht mehr auseinander, bleibt alles stehen (Impuls vorher und nachher vektoriell =0), die gesamte Energie ist in Reibung/Verformung übergegangen!
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 17:37 So 15.11.2009 | | Autor: | Dinker |
Hallo HJKweseleit
Danke für deine hielfreichen Ausführungen.
Ich versuche immer die Rotations- und die Translationsbewegung zu vergleichen (was du auch sehr gut illustriert hast.)
Dieses Beispiel ist wie von dir erläuterter mit einem inelastischen Stoss, z. B. ein Autozusammenstoss mit Blechschaden vergleichbar.
Nunh was wäre ein Beispiel einer Rotationsbewegung, das mit einem elastischen Stoss vergleichbar wäre?
Danke
Gruss DInker
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Bei Autos ist das leicht: Sie prallen zusammen und fliegen, da sie aus Gummi sein könnten, wieder auseinander. Da die Erde keinen Impuls und keine energie übernimmt, gelten hier sowohl Impuls- als auch Energiesatz nur in kinetischer Form.
Bei drehenden Gebilden sähe ein elastischer Stoß so aus, dass z.B. zwei sich drehende Zahnräder zusammenstoßen und wieder auseinanderprallen. Sitzen sie dabei auf festen Achsen, was meistens der Fall ist, so kann dabei ein Teil des Drehimpulses über das Lager von der Erde aufgenommen werden, wobei er für uns aus der Rechnung fällt. Das ist so, als wenn eine Kugel auf einer Schiene fährt und einen Halbkreis macht; der Impuls ist betragsmäßig geblieben, hat sich aber umgekehrt. Die Erde (oder Halterung) hat den Ursprungsimpuls aufgenommen und noch mal einen gleich großen als Rückstoß.
Eine saubere Drehimpuls- und Energieübertragung könnte so aussehen:
Eine lange, starre Stange ist in ihrem Schwerpunkt an einem dünnen Bindfaden, der kurz vorm Zerreißen ist, aufgehängt und ruht.
Eine weitere lange, starre Stange wird so dagegen geworfen, dass sie um ihren Schwerpunkt rotierend im Flug gegen die erste voll elastisch schlägt, wobei der Faden sofort reißt und beide Stangen rotierend weiterfliegen.
Dann gelten Impuls-, Energie-(rot.+kin.) und Drehimpulssatz gleichzeitig. Dabei bezieht sich der Drehimpuls aber immer auf einen gemeinsamen, willkürlich festlegbaren Drehpunkt. Man kann also nicht einfach die einzelnen Drehimpulse der beiden Stangen bezgl. ihrer Schwerpunkte berechnen und addieren!
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 22:11 Mo 16.11.2009 | | Autor: | Dinker |
Hallo HJKweseleit
Vielen Dank für deine sehr hilfreichen Ausführungen
Gruss Dinker
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