Trägheitsmoment?

2 Antworten

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Man kann das Drehmoment M = F * r ausrechnen:

M = 15 N * 0,33 m = 4,95 Nm.

Die Winkelbeschleunigung ist Alpha = (30 rad/s) / (3 s) = 10 / s².

M = J * Alpha

(analog zu F = m * a)

J = M / Alpha = 4,95 Nm / 10 * s² = 0,495 Nm * s² = 0,495 kgm²/s² * s² = 0,495 kgm².

Wenn die Masseverteilung in der Scheibe homogen wäre, könnte man das Trägheitsmoment J über J = m * r² / 2 direkt berechnen:

J = m * r² / 2 = 4 kg * 0,33² m² / 2 = 0,2178 kgm².

Da J in Wirklichkeit größer ist, ist die Masse der Scheibe im Außenbereich konzentriert.

Nachtrag:

Ich hatte vergessen, von M = 4,95 Nm das Reibungsmoment 1,1 Nm zu subtrahieren. Man muss also mit 3,85 Nm weiterrechnen.

die 4kg brauchen wir nicht

Auf die Rolle wirkt das Moment 15N*0,33m = 4,95 Nm

Das Nutzmoment = 4,95 Nm - Reibmoment

Jetzt berechnest du die Winkelbeschleunigung aus Delta-Omega / Delta-t in rad/s^2

Nun den Newton für Drehung anwenden:

M = Massenträgheitsmoment * Winkelbeschleunigung ...

Kontrollieren kannst du das Ergebnis mit der Formel MTM für ebene Scheiben:

J = 1/2 * m * r^2

tunik123  11.01.2023, 15:48
Kontrollieren kannst du das Ergebnis mit der Formel MTM für ebene Scheiben

Das habe ich gemacht und musste zu meinem Entsetzen feststellen, dass da nur etwa die Hälfte rauskommt. Meine Erklärung dazu war, dass die Rolle evtl. Speichen hat.

Oder dass ich mich verrechnet habe.

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Bellefraise  11.01.2023, 15:55
@tunik123

ja . . . das kann nur der Plausibilität dienen. Wenn die Rolle eine dünne Wand (oder Speichen!) aber eine fetten Rand zur Aufnahme des Seils hat, dann ist die größte Masse außen und die geht mit r^2 ein. Wenn da allerdings ein Faktor 10 dazwischen wäre, müssten wir nachdenklich werden.

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tunik123  11.01.2023, 16:01
@Bellefraise

Der Unterschied ist sogar kleiner als 2 : 1, denn ich hatte das Reibmoment verschusselt.

Darauf bin ich erst durch Deine Antwort aufmerksam geworden.

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