Schiefe Ebene Zylinder?
Hey,
Ich habe in Physik eine Aufgabe, in der ich bestimmen soll, ab welchem Winkel ein Zylinder auf einer schiefen Ebene beginnt zu rutschen, wenn der Reibungskoeffizient 0,2 ist.
Ich habe Reibungskraft und Hangabtriebskraft gleichgesetzt und bin auf einen Winkel von rund 11° gekommen, aber ich nehme an, dass ich bei einem Zylinder irgendwie das Drehmoment einbeziehen muss, weiß aber leider nicht, wie.
Ich wäre sehr dankbar, wenn mir jemand weiterhelfen könnte.
Liebe Grüße, Paul
1 Antwort
Dein Ansatz ist ok. Wenn es ein quer liegender Zylinder ist, der die Ebene runter rollen kann, dann ist der Koeffizient der Rollreibungskoeffizient. Dann Rutscht der Zylinder nicht, er beginnt zu rollen. Die Haftreibung hat man bei ebenen Kontaktflächen, diese gilt solange v=0. Rollen erzeugt ja auch eine Relativgeschwindigkeit im Kontaktpunkt… und wir haben eine Übergang von Haften zu rollen. aber ich denke, so tief geht die Aufgabe nicht.
sobald das Rollen einsetzt erfolgt eine Beschleunigung und, ja, nun ist mit dem Massenträgheitsmoment weiter zu rechnen und nicht mit dem Newton für Translation aber für den Beginn der Bewegung hat das MTM keine Bedeutung.
Hast du einen Zylinder mit einem Mega-MTM und du drehst den Winkel hoch, dann kann es sein, dass der Zylinder eher rutscht als er zu drehen beginnt….
Für den einfachen Fall aber, genügt dein Ansatz.
wenn wir gleichen Reibkoeff und gleiches Gewicht haben und wenn sonst keine Angaben gemacht werden, dann JA, es ist eine Trickfrage. Erklärung: Wüden wir einen Holzzylinder mit einem Metallzylinder gleichen Gewichtes im Detail vergleichen, dann müßten wir den Durchmesser des Zylinders haben. Dann würde es schnell in die Anwendung des Newtongesetzes für rotierende Körper gehen, dann spielt der Radius eine bedeutenden Rolle.
Wenn wir nun nur das Gewicht und den Reibkoeff haben, dann geht es nur unter den Grundannahmen. Dies Grundannahmen sind auch noch nicht vollständig. Wir wissen noch nicht einmal, ob der Reibkoeff für Rollreibung oder für Gleitreibung gilt. Du sprichts von "rutschen" --- also müssen wir davon ausgehen, dass der Zylinder nicht rollen soll (das stimmt eher nicht, denn der Koeff für Rollreibung ist niedriger als für Gleitreibung, also wird der Zylinder zuerest rollen aber egal. )
Also: Winkel so berechnen, wie du es gemacht hast und der gilt auch für Holz. Falls die von der Lehrkraft dann eine andere Lösung kommuniziert wird, kannst du es mir gerne inkl. seiner Begründung sagen !
In der nächsten Aufgabe wird gefordert, dass ich selbiges für einen Hohlzylinder berechnen soll. Ist das in diesem Fall dann nur eine Trickfrage?