Physik Rotationsbewegung?
Grüße,
Ich habe aktuell eine Aufgabe die für mich sehr unverständlich ist.
Aufgabe:
Eine geneigte Ebene hat eine Steigung von 15%. Ein Vollzylinder aus Aluminium (Durchmesser 2,0cm; länge 7,50cm) rotiert zunächst mit 10s^-1 im Uhrzeigersinn. Er wird auf die geneigte Ebene gesetzt und rollt von links oben die Ebene hinab. Die bewegung ist als Reibungsfrei anzusehen. Die Rotationsenergie muss berücksichtigt werden.
Aufgabenstellung:
Berechnen Sie die Geschwindigkeit des Vollzylinders nach 1,50m zurückgelegtem Weg.
Meine Frage:
Inwiefern muss ich das verstehen mit der rotation im Uhrzeigersinn? Und wie soll ich das in die Rechnung einbinden?
Vielen dank schonmal!
2 Antworten
- Das ganze Thema ist mit dem Energieerhaltungssatz zu lösen.
- Würde der Zylinder anfangs gegen den Uhrzeigersinn rotieren, würde er die schiefe Ebene hinaufrollen. Auch das wäre eine interessante Fragestellung, zu berechnen, wie hoch er hinaufrollt.
Der zweite Punkt wäre bedeutend leichter als die aktuelle Aufgabe, weil es ja nur um die Umwandlung der Rotation in potentielle Energie geht.
Im Endeffekt ändert das nicht groß etwas an der Vorgehensweise:
Es gilt Energieerhalt, die Energie des Zylinders teilt sich in E_pot, E_trans und E_rot auf.
Am Anfang ist die potentielle Energie und die Energie der Rotation gegeben, die Energie der translatorischen Bewegung ist 0. Am Ende ist nur die potentielle Energie gegeben.
Durch die Abrollbedingung kannst du aber einen Zusammenhang zwischen der translatorischen und rotatorischen Bewegung aufstellen, wodurch nur noch eine Komponente unbekannt ist und du die Gleichung lösen kannst.