Wie löst man diese Aufgabe ( Trägheitsmoment)?


25.02.2020, 22:40

Warum erhalte ich 2 verschiedene Trägheitsmomente?

1 Antwort

a) Energieerhaltungssatz anwenden

aus dem Physik-Formelbuch,was man privat in jedem Buchladen bekommt

P=W/t

P=Leistung in W (Watt)

W=vollbrachte Arbeit in J (Joule=Newton mal Meter)

t=Zeit in s (Sekunden),in der der diese Arbeit vollbracht wurde

Erot=1/2*J*w²

Erot=Rotationsenergie in J (Joule)

J=Massenträgheitsmomnet in kg*m²

w=2*pi*n=Winkelgeschwindigkeit in rad/s (Radiant pro Sekunde)

es gilt W=Erot

P*t=W=1/2*J*w²

J=P*t*2/w² mit n=600 min^(-1)=600/60=10 s^(-1) n=10 Umdrehungen pro Sekunde

w=2*pi*n hier 2*pi=Vollkreis in rad (Radiant=Winkel in Bogenmaß)

w=2*pi*10s^(-1)=20*pi

J=40W*5s*2/(20*pi)²=0,10132 kg*m²

Einheitenkontrolle,ob die hergeleitete Formel auch richtig sein kann

1 J (joule)=1 Nm(Newton mal Meter)

Nm*s/(rad/s)²=kg*m/s²*m*s²/rad=kg*m² ist die Einheit des Massenträgheitsmonents.Formel stimmt also nach der Einheitenkontrolle.

Hinweis: F=m*a hat die Einheit kg*m/s²=N (Newton)

Zu Ehren des Herrn Newton,faßt man die Einheit kg*m/s² zu N (Newton) zusammen.

zu c) Winkelgeschwindigkeit w=2*pi*10 s^(-*1)=62,8318..rad/s

aus v=a*t hier als Rotation

w=(phi)´´*t

(phi)´´=w/t=62,8318 rad/s/(45s)=1,39626 rad/s² (Winkelbeschleunigung)

Drehmoment=Winkelbeschleunigung*Massenträgheitsmoment

M=(phi)´´*J

und Leistung=Drehmoment mal Winkelgeschwindigkeit

P=M*J*(phi)´´*w ist die Antriebsleistung w=2*pi*10s^(-1)

Beachte auch den Satz von Steiner: Ja=Js+m*s² siehe Physik-Formelbuch

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – hab Maschinenbau an einer Fachhochschule studiert
lili5555 
Fragesteller
 25.02.2020, 22:38
Vielen Dank!!! Wissen sie vielleicht warum ich bei der a) 2 verschiedene Trägheitsmomente erhalte ( gelb makiertes).
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fjf100  25.02.2020, 23:10
@lili5555

P=M*w mit w=2*pi*10 s^(-1)

M=Betriebsdrehmoment Das ist das Drehmoment aus der Lagerreibung und den Verlusten,die der Ventilator hat.

Wenn bei´m Anlauf die Leistung P=40 W=konstant ist,dann ergibt sich

M(w)=P/w=40W/(w) Analogie zur Mathematik f(x)=k/x k=konstant

ist eine "Hyperbel"

M(w)=p/w hier ist das Drehmoment eine Funktion von der Winkelgeschwindigkeit

Nennt man "Drehmomentenhyperbel"

Du mußt unterscheiden:

1) Betriebsdrehmoment P=40W=Mb*(2*pi*10s^(-1)) Das ist der "stationäre Zustand"

2) Der Anlauf mit P=40W=konstant

M(w)=P/w hier ist w nicht konstant und auch nicht M(w) ist nicht konstant

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