Wie kann ich berechnen, wo der beste Punkt ist, um einen Objekt Richtung seines Zieles zu schieben?
Hallo. Angenommen man weiß den Gewicht, center of mass und sonstige relevante informationen. Wie kann ich dann berechnen, den optimalen punkt zu finden, um es Richtung den ziel zu schieben, und auch in welchen Winkel bzw. Vektor Richtung.
Wie kann man noch zuzätlich die Kraft berechnen die man optimaler weise einsetzen muss?
Angenommen hier ist sonst keine Umwelt einflüsse wie reibung und sonstiges.
3 Antworten
Wenn das Objekt komplett rigide ist sollte der Ansatzpunkt egal sein, die Ansatzfläche ist evtl. relevant.
Ist das Objekt nicht rigide spielen die Materialparameter eine Rolle. Du willst dort ansetzen, wo nichts bricht und sich die Kraft möglichst gut verteilt.
Eine optimal eingesetze Kraft gibt es nicht wirklich. Du brauchst einmal Kraft zum anstoßen, einmal zum abbremsen. Wenn du wenig Kraft aufwendest, dann dauert es halt länger, wenn du viel aufwendest geht es schneller, aber du musst auch mit mehr Karft abbremsen.
Zudem darf die Kraft natürlich nicht so groß sein, dass der Körper beschädigt wird.
Wenn du nicht möchtest, dass sich das Objekt dreht, dann solltest du am Schwerpunkt ansetzen (bzw. so, dass die Bewegungsachse durch den Schwerpunkt verläuft).
Eine Flasche fällt allerdings deshalb um, da sie der reibung des Tisches und der Schwerkraft ausgesetzt ist. Die Trägheit spielt dabei eine eher untergeordnete Rolle.
In der Schwerelosigkeit würde sich eine Flasche an der falschen Stelle angestoßen aber drehen, da der angestoßene Teil sich leichter aus der Ruhe bewegen lässt als der Masseschwerpunkt.
Verbinde den Zielpunkt mit dem Schwerpunkt des Objektes. Wo diese Linie das Objekt schneidet solltest du in Richtung Ziel ziehen. Auf der Rückseite des Objektes gibt es auch einen Schnittpunkt. Dort kannst du in Richtung Ziel drücken.
Abweichungen führen zu Drehungen des Objektes, was nicht erwünscht ist.
Also wenn x die position des zieles ist und z der schwerpunkt, dann einfach in die richtung z-x? Bzw. muss man die dritte dimension wert, also die höhe von x anpassen auf die höher von den schwerpunkt z, damit es eine gerade Linie ist?
Und ist die Kraft Egal, wenn keine reibung da ist, bzw. wie berechnet man die optimale eingesetzte kraft mit reibung oder so das das object nicht kippt? Z.B ein steiler kerze würde ja kippen mit zu viel kraft
Wenn die Kraft im Schwerpunkt angreift kippt nichts.
Doch, im jetzt behandelten Fall mit Reibung schon. Probier's aus.
Es ist unklar, wie das Szenario aussieht. Mit Reibung greift eine weitere Kraft an. Diese Kraft wirkt an der Unterkante. Also muss man auch dort ziehen oder schieben.
Der beste Punkt ist in der Regel in gerader, verlängerter Linie zwischen Ziel und Objekt, wenn es sonst nichts weiter gibt und das Objekt keine merkwürdigen Eigenschaften oder Aggregatzustände hat. Man bewegt das Objekt in Richtung zum Ziel, indem man die Trägheit des Objektes überwindet.
Beispiel: Kind soll Spinat aus dem Kühlschrank holen. Der Kühlschrank ist das Ziel und das Kind das Objekt, das zum Ziel geschoben werden muss. Man dreht also das Kind mit dem Gesicht zum Kühlschrank und lässt gegen seinen Rücken eine Kraft in Richtung des Ziels wirken bis es sich bewegt.
Aber der Schwerpunkt muss doch auch eine Rolle spielen, beim optimalen schieben oder nicht?
Sicher, aber wenn das Objekt ein rollender Ball ist, verlagert er sich sowieso immer wieder :-)
ja das stimmt. Aber auch hier ist doch der Schwerpunkt das wichtigste um den Ball leicht zu kontrollieren?
In meinen Szenarien meine ich aber generelle Gegenstände die nicht rollen oder sonstige Dynamik haben.
Ziehe eine gerade Linie zwischen dem Zielpunkt und dem Masse-Schwerpunkt des Objektes. Und das von oben und von der Seite betrachtet.
Und gibt es evtl. einen Höhenunterschied zwischen dem Körper und dem Ziel zu überwinden?
Dort wo die Linie dann austritt, wäre der ideale Punkt zum Verschieben des Körpers.
Und vergiss nicht auch den zu überwindenden Reibungswiderstand zwischen dem Objekt und dem Untergrund zu berücksichtigen.
Können beliebige Objekte sein, aber Zerbrechlichkeit ist erstmal egal. Wenn es umfällt kann es z.B Problematik werden. Dann wäre doch trotzdem der Schwerpunkt relevant, z.B wenn man oben an der Flasche schiebt, fällt es ja um?