Frage zum Trägheitsmoment < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | In der Abbildung sehen Sie eine homogene Scheibe mit einheitlicher Dicke, der Masse M=2,5 kg und dem Radius R = 20 cm, montiert auf einer festen waagerechten Achse. Ein Körper der Masse m = 1,2 kg hängt an einem masselosen Seil, das um den Rand der Scheibe gelegt ist. Berechnen Sie die Beschleunigung des fallenden Körpers, die Winkelbeschleunigung der Scheibe und die Spannung des Seils. Das Seil kann nicht verrutschen und die Bewegung der Rolle auf ihrer Achse ist reibungsfrei.
Rolle ---> O
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Seil --> |
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Masse --> [_] |
Für die Aufgabe ist ein vollständiger Lösungsweg angegeben. In diesem Lösungsweg ist von der Kraft T die Rede, die im Lösungsweg folgendermassen beschrieben wird:
"Das Seil übt die Kraft T aus"
Mein Problem ist nun: Das Seil ist masselos. Die einzige Kraft, die ich mir durch das Seil transportiert vorstellen kann, ist die Kraft
[mm] F_{g} [/mm] = m*g
Nun wurde aber weiter im Loesungsweg angegeben:
T - m*g = m*a
T muss also von m*g verschieden sein, damit m*a nicht immer = 0 ist.
Also letztendlich meine Frage:
Wieso ist T von [mm] F_{g} [/mm] verschieden, und wie kann ich mir T vorstellen ?
Ich werde noch versuchen, ein Bild anzuhängen, das ich aus der Lösung abgezeichnet habe.
[Dateianhang nicht öffentlich]
Ich habe diese Frage in keinem anderen Forum gestellt.
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
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Nun, vielleicht trennen wir ums mal zur Erklärung von der Rolle.
Stell dir vor, du hast zwei Massen, die durch das Seil verbunden sind.
Im freien Fall gibt es keine Kraft auf das Seil, und beide Massen haben eine Beschleunigung von 9,81m/s².
Wenn jetzt aber die obere Masse leicht gebremst wird, meinetwegen so, daß die Beschleunigung nur noch 9m/s² ist, dann steht das Seil unter Spannung, denn die untere Masse spürt ja die Erdbeschleunigung von 9,81, wird aber von der oberen Masse so festgehalten, daß sie nur mit 9m/s² fallen kann. Die restlichen 0,81m/s² ergeben zusammen mit der unteren Masse die Spannkraft, die das Seil ausübt.
Mit der Rolle ist es genauso. Berechne erst, wie die Masse beschleunigt, die Differenz zur Erdbeschleunigung multipliziert mit der Masse ergibt dein ominöses T.
Um es auch hier nochmal zu erklären: Wenn die Rolle masselos wäre, würde sie beschleunigen, ohne daß Kraft ausgeübt würde. Die Masse würde mit 9,81m/s² fallen, und das Seil würde keine Kraft übertragen. T=0
Wenn die Rolle dagegen sehr schwer wäre, würde sich das System kaum in Bewegung setzen, die Masse stünde still, und ihre gesamte Gewichtskraft hinge am Seil. T=mg.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 13:14 Sa 16.12.2006 | | Autor: | Cyberleon |
Die ominöse Kraft T ist also gar keine "durch das Seil ausgeübte" Kraft, sondern sie entsteht durch die Trägheit der Rolle, oder? So zumindest habe ich das nun verstanden.
Vielen lieben Dank füer deine ausführliche Antwort!
mfg, Cyberleon :)
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