Berechnung erdanziehung für gewicht auf rad

Wissenschaft Physik
#1

hallo leute,

ich bräuchte hilfe bei einer berechnung.

man nehme ein rad, das z.b. 1 meter radius hat.
wenn ich nun an diesem rad senkrecht oben ein gewicht von zb. einem kilo anbringe, dann passiert solange gar nix, bis das gewicht in die eine oder andere richtung abdriftet.

nun nachdem das gewicht ein grad von der mitte entfernt ist, gibt es einen bestimmten druck. das wird aber bei einem grad wesentlich weniger sein, als es bei 45 grad sein wird, oder bei 90 grad. der druck richtung erde wird natürlich derselbe sein, aber ich meine den drehimpuls den das rad von diesem gewicht bekommt.

und wie man das berechnet würde mich interessieren.

sorry wegen der unfachgerechten ausdruckweise, mit der bin ich leider nicht vertraut.

schönen dank

michael

#2

Die Kraft, die das Rad versucht zu drehen, müsste einer Sinusfunktion folgen. 0 Grad = 0, 90 Grad = 1. Bin aber kein Physiker.
Udo Becker

#3

Hallo lamantin,
zunächst solltest Du Dich etwas mit den physikalischen Größen vertraut machen.

hallo leute,
ich bräuchte hilfe bei einer berechnung.
man nehme ein rad, das z.b. 1 meter radius hat.
wenn ich nun an diesem rad senkrecht oben ein gewicht von zb.

einem kilo anbringe, dann passiert solange gar nix, bis das

ein kilo ist keine physikalische Größe, sondern nur ein Faktor, nämlich 1000.
Wahrscheinlich meinst Du 1000 Gramm.

gewicht in die eine oder andere richtung :abdriftet.
nun nachdem das gewicht ein grad von der mitte entfernt ist,
gibt es einen bestimmten druck. das wird aber bei einem grad
wesentlich weniger sein, als es bei 45 grad sein wird, oder
bei 90 grad. der druck richtung erde wird natürlich derselbe
sein, aber ich meine den drehimpuls den das rad von diesem

Infolge des Gewichtes wirkt auf das Rad ein Drehmoment,
für das die Formel gilt: Drehmoment = Kraft * Kraftarm.
Die Einheit für das Drehmoment ist Newton*Meter; früher war auch üblich: Kilopondmeter.
Der Kraftarm ist in diesem Falle, wie schon geschrieben wurde, 1 Meter*sin(alpha), wenn
alpha der Winkel zwischen der Senkrechten und der Verbindung Radmitte-Gewicht ist.

gewicht bekommt.
und wie man das berechnet würde mich interessieren.
sorry wegen der unfachgerechten ausdruckweise, mit der bin ich
leider nicht vertraut.
schönen dank
michael

Bitteschön.
Ph33

… mehr auf http://w-w-w.ms/a5f8or

#4

Richtig!

Die Kraft, die das Rad versucht zu drehen, müsste einer
Sinusfunktion folgen. 0 Grad = 0, 90 Grad = 1. Bin aber kein
Physiker.
Udo Becker

Genau richtig, das geht sogar über die 180° hinaus und beschriebt dann die negative Kraft (entgegengesetzter Kraftvektor) mit der das Gewicht nach oben gezogen werden muss um das Rad weiterzubewegen.

die Funktion wäre also: Kraft= Sinus(WINKEL) x 9,81 Newton

Wenn man alle Reibungskräfte außer Acht lässt ist die aufzuwendende Kraft tatsächlich vom Durchmesser des Rades unabhängig, aber nicht die aufzuwendende oder freiwerdende Energie, die proportional mit dem Radius wächst!

9,81N entsprechen auf der Erdoberfläche der Gewichtskraft einer Masse von 1kg
Nur mal zur definition der Masse: Die ändert sich nicht wenn man auf dem Mond steht nur die Gewichtskraft ändert sich.

#5

Hallo Udo

Die Kraft, die das Rad versucht zu drehen, müsste einer
Sinusfunktion folgen. 0 Grad = 0, 90 Grad = 1.
Bin aber kein Physiker.

Scheint so und Groldi, welcher dir zustimmt, deswegen wahrscheinlich auch nicht.
Die Kraft auf das Rad ändert sich überhaupt nicht - im Fix(Halte-)Zustand.
Es ändert sich nur der Hebelarm für das (mögliche) Drehmoment.
Wenn das Rad in Bewegung kommt sind noch andere Parameter von Einfluß, welche
die Größe der Kraft bewirken.
So ist die Kraft z.Bsp. außerhalb der „Nulllage“ ständig 0, wenn das System der
Drehbewegung keinen Widerstand entgegen setzt. Es ist dann wie im freien Fall.

Gruß Viktor

#6

zweimal falsch und zweimal richtig :smile:

Die Kraft auf das Rad ändert sich überhaupt nicht - im Fix(Halte-)Zustand.
Es ändert sich nur der Hebelarm für das (mögliche)
Drehmoment.

So kann man es in anderen Worten auch sagen. Die Kraft die das Rad in Rotation versetzt ist im Kräfteparalleogramm, die Kraft die wie die Gewichtskraft ebenfalls an der Masse ansetzt aber immer genau senkrecht zum Durchmesser des Rades steht.
Vereinfacht ausgedrückt ist es der selbe Kraftvektor, die eine Garnspule zum Rotieren bringt, wenn man am Faden zieht.

Der Hebelarm entspricht immer dem Radius des Rades, aber das Drehmoment ändert sich mit dieser Kraft.
Diese beschleunigende Kraft ist im oberen und unterem Totpunkt gleich null und bei 90° vom Betrag und der Richtung identisch mit der Gewichtskraft.

#7

Hallo Michael,

sorry wegen der unfachgerechten ausdruckweise, mit der bin ich
leider nicht vertraut.

ist schon OK, dafür sind wir ja da, um dich auch so zu verstehen.

man nehme ein rad, das z.b. 1 meter radius hat.
wenn ich nun an diesem rad senkrecht oben ein gewicht von zb.
einem kilo anbringe

Du bringst eine Masse von einem Kilogramm an.Diese bewirkt durch die Erdbeschleunigung eine
Kraft von 1 kp (Kilopond, eine alte Gewichtskrafteinheit) bzw. ca 10 N (Newton, „neue“ Krafteinheit).

das wird aber bei einem grad wesentlich weniger sein, als es bei 45 grad …
bei 90 grad. der druck richtung erde wird natürlich derselbe sein,

Du meinst natürlich die Kraft (hier 1 kp in der alten Maßeinheit), nicht „Druck“

aber ich meine den drehimpuls den das rad von diesem gewicht bekommt.

Genau meinst du das Dreh moment , welches auf das Rad durch eine Kraft von 1 wirkt.
Hier sind schon richtige Teilantworten gebracht worden, wenn auch vermischt mit
falschen Sichtweisen.

und wie man das berechnet würde mich interessieren.

Bei der Stellung der Kraft 1 auf dem (festgehaltenem) Rad unter einem bestimmten Winkel
berechnet sich das Drehmoment bei dem Radius r
M=r*sin (phi) wie schon im anderen Betrag gepostet.
phi ist der Winkel des betrachteten Stellungspunktes der „Masse“ (Kraft) zum Mittelpunkt
zur „Lotrechten.“
Wenn die Masse in Bewegung ist, ist die Kraft nicht mehr 1 da sie mit dem drehenden
System korrespondiert.
Dies wäre ein anderes Thema.

Gruß Viktor

#8

OT

#9

Wer Du?
Ich mag solche Kampfansage: „ich bin besser wie Du“, nicht.
Ich meine Du erklärst genau das selbe wie ich nur wesentlich komplizierter.

#10

Die Kraft, die das Rad versucht zu drehen.

Erkläre mir doch was der Unterschied zum Drehmoment ist. Die Hebelwirkung ist doch anfangs Null und bei der 90° Drehung 1. Das könnte doch ohne weiteres einer Sinusfunktion folgen.
Udo Becker

#11

Du bringst eine Masse von einem Kilogramm an. Diese bewirkt durch die Erdbeschleunigung eine Kraft von 1 kp (Kilopond, eine alte Gewichtskrafteinheit) bzw. ca 10 N (Newton, „neue“ Krafteinheit).

9,81 Newton bitte! Es geht darum den Unterschied zwischen einer Masse und einer Gewichtskraft zu verstehen. Auf dem Mond wären es immer noch 1kg Masse die aber nur mehr noch mit einer Kraft von 1,62 Newton angezogen wird.

Genau meinst du das Dreh moment , welches auf das Rad durch eine Kraft von 1 wirkt. Hier sind schon richtige Teilantworten gebracht worden, wenn auch vermischt mit
falschen Sichtweisen.

Nicht falsch, für Dein Denkschema vielleicht ungewohnt.

Bei der Stellung der Kraft 1 auf dem (festgehaltenem) Rad unter einem bestimmten Winkel berechnet sich das Drehmoment bei dem Radius r M=r*sin (phi) wie schon im anderen Betrag gepostet.

Ähem M=r*Kraft1*sin(phi)
Genau, und die eigentlich treibende Kraft die tangential zum Rad wirkt und das System beschleunigt errechnet sich rückwärts aus Kraft2 = M : r

phi ist der Winkel des betrachteten Stellungspunktes der „Masse“ (Kraft) zum Mittelpunkt zur „Lotrechten.“
Wenn die Masse in Bewegung ist, ist die Kraft nicht mehr 1 da sie mit dem drehenden System korrespondiert. Des wäre ein anderes Thema.

Das Drehmoment und die Kraft 1 sind immer vorhanden egal ob das Rad frei drehen kann oder blockiert wird. Doch beim drehenden Rad beschleunigt das Rad, während die Masse im Rad nach „unten“ fällt.

Beschleunigen bedeutet Zunahme der Geschwindigkeit im Verhältnis zur Zeit, aber das ist ein anderes Thema.

#12

Wer Du?
Ich mag solche Kampfansage:

Nein nicht du sondern die weitere „Beantwortung“ der Frage von dir.
Da nutzt kein Kampf.

#13

Du bringst eine Masse von einem Kilogramm an. Diese bewirkt durch die
Erdbeschleunigung eine Kraft von 1 kp (Kilopond, eine alte Gewichtskrafteinheit) bzw. ca 10 N (Newton, „neue“ Krafteinheit).

9,81 Newton bitte!

Ja, ca 10N du Schlaumeier.

Auf dem Mond …

Bleib du auf dem Mond, das ist besser für alle.
Der UP braucht hier eine irdische (einfache ) Erklärung.

Kraft … errechnet sich rückwärts aus Kraft2 = M : r

Zum rückwärts rechnen war hier kein Handlungsbedarf; auch nicht zum rückwärts denken Das überlassen wir dir allein.

Das Drehmoment und die Kraft 1 sind immer vorhanden egal ob das Rad frei drehen kann
oder blockiert wird.

Eben.Genau hier fehlt dir der Durchblick.Die ortsbedingte Beschleunigungskraft aus
Gravitation auf die Masse schon, aber nicht auf das „System“.

Beschleunigen bedeutet Zunahme der Geschwindigkeit im
Verhältnis zur Zeit, aber das ist ein anderes Thema.

Warum bringst du es dann, ebenso wie andere unnötige Einlassungen ?
Dem UP ist es nicht hilfreich (um den geht es dir ja nicht)und nur zu schreien „ich weiß was“ macht keinen Eindruck.

#14

Hallo Udo,

Die Kraft, die das Rad versucht zu drehen.

Erkläre mir doch was der Unterschied zum Drehmoment ist. Die
Hebelwirkung ist doch anfangs Null und bei der 90° Drehung 1.
Das könnte doch ohne weiteres einer Sinusfunktion folgen.

Ja, aber nur wenn keine Bewegung erfolgt(Blockierung), sonst ist die Kraft auf das System
hier nicht mehr 1 sondern unterschiedlich.
Jede Bewegung der Masse nach unten, auch beim gebremsten System,(dann wird Arbeit
geleistet) ist hier (beim Rad) vertikal nicht kontinuierlich.
Dies wäre aber Voraussetzung für eine gleichbleibende Kraft auf das System aus
Gravitationsbeschleunigung an der Kontaktstelle zur Masse.
Stell dir z.Bsp. ein Mühlrad vor mit Schaufeln, welche alle gleich viel Wasser fassen.
Jede Schaufel hat eine andere vertikale (veränderliche !) Bewegung so daß auch nicht alle
Massen in den Schaufeln die gleiche vertikale Kraft auf das Mühlrad bringen.

Gruß Viktor.

#15

Hallo Viktor,

Hier sind schon richtige Teilantworten gebracht worden, wenn
auch vermischt mit
falschen Sichtweisen.

welche „falschen Sichtweisen“ hast Du denn bei meinem Beitrag entdeckt?

Aus Deinen Beiträgen gewinne ich immer mehr den Eindruck, dass Du Deine „Sichtweisen“ für die einzig richtigen hältst!

Gruß Viktor

Viele Grüße von Ph33

#16

Hallo,

Hier sind schon richtige Teilantworten gebracht worden, wenn
auch vermischt mit
falschen Sichtweisen.

welche „falschen Sichtweisen“ hast Du denn bei meinem Beitrag
entdeckt?

warum fühlst du dich angesprochen ?
Zu den anderen Beiträgen habe ich mich schon geäußert.

Aus Deinen Beiträgen gewinne ich immer mehr den Eindruck, dass
Du Deine „Sichtweisen“ für die einzig richtigen hältst!

Diese Rhetorik greift nicht. Kannst einfach mal sagen was ich zu den anderen Beiträgen
falsch ausgesagt (hinterfragt) habe, da könnte ich etwas mit anfangen(und du auch)
Gruß Viktor

#17

Hallo VIKTOR,

Hallo,

Hier sind schon richtige Teilantworten gebracht worden, wenn
auch vermischt mit
falschen Sichtweisen.

welche „falschen Sichtweisen“ hast Du denn bei meinem Beitrag
entdeckt?

warum fühlst du dich angesprochen ?

immerhin gehörte mein Beitrag zu den „hier schon gebrachten Teilantworten“. Also muss ich mich doch von dieser pauschalen Aussage angesprochen fühlen.

Zu den anderen Beiträgen habe ich mich schon geäußert.

Aus Deinen Beiträgen gewinne ich immer mehr den Eindruck, dass
Du Deine „Sichtweisen“ für die einzig richtigen hältst!

Diese Rhetorik greift nicht. Kannst einfach mal sagen was ich
zu den anderen Beiträgen
falsch ausgesagt (hinterfragt) habe, da könnte ich etwas mit

Ich habe gar nicht behauptet, Du habest etwas „falsch ausgesagt“.

anfangen(und du auch)
Gruß Viktor

Viele Grüße von Ph33

#18

danke an alle
die hier ihren beitrag geleistet haben um mich in die berechnung drehmoment einzuführen.

es hat etwas gedauert, aber durch wiederholtes lesen eurer beiträge fand ich dann heraus wie man das berechnet und kann es glaub ich nun so adaptieren, daß ich meine idee zumindest mal berechnen kann, bevor ich anfangen muß es zu bauen :wink:

gruß

michael

#19

drehend und festgehalten

Wenn die Masse in Bewegung ist, ist die Kraft nicht mehr 1 da
sie mit dem drehenden
System korrespondiert.
Dies wäre ein anderes Thema.

Wieso sollten sich die Kräfte zwischen stillstehendem Rad und drehendem unterscheiden? Wirkt auf ein Gewicht, was am festgehaltenen Rad bei 45 Grad hängt nicht die gleiche Kraft wie auf ein Gewicht, was am drehenden Rad gerade in der 45-Grad-Stellung ist?
Was soll da korrespondieren?

Gruß
Paul

#20

Hallo Paul

Wenn die Masse in Bewegung ist, ist die Kraft nicht mehr 1 da
sie mit dem drehenden
System korrespondiert.
Dies wäre ein anderes Thema.

Wieso sollten sich die Kräfte zwischen stillstehendem Rad und
drehendem unterscheiden? Wirkt auf ein Gewicht , was am
festgehaltenen Rad bei 45 Grad hängt nicht die gleiche Kraft…

Es geht hier bei meiner Betrachtung darum, welche Kraft auf das System wirkt, nicht
auf das „Gewicht“ (du meinst die Masse, welche Gewicht bewirken kann !)
Einfaches Beispiel:frowning:System gewichtslos)
Du läßt ein Brett über eine Tischkante auskragen und hältst es auf dem Tisch fest damit es nicht abkippt. Am Ende bringst du eine Masse auf, welche dort mit einer vertikalen Kraft
von 1N „wirkt“.
Dadurch entstehen im Brett Biegemomente und Querkräfte und du muß eine Haltekraft
im Tischbereich einbringen, ein Gegengewicht oder mit der Hand gegen halten.
Wenn du das Brett los läßt, nicht mehr festhältst, welche Kräfte sind dann noch im Brett,
im System ? (einschl. der Kraft an Ende )
Und wenn du das Brett „gebremst“ (z.Bsp. Feder mit der sonst halben Haltekraft) losläßt,
so daß es zwar abkippt, aber dem „Gewicht“ doch Widerstand entgegen bringt, wie sieht
es dann aus ?

Hier mußt du mal selbst nachdenken.
Beachte: Ohne Gegenkraft (Widerstand) keine Kraft auf mechanische Systeme.

Beim Rad müssen natürlich noch weitere Parameter berücksichtigt werden (z.Bsp
horizontale Beschleunigung der Masse) aber bei der Masseposition 90 Grad entspricht
das Rad meinem Beispiel in Bezug auf die Kraft, welche auf das System wirkt.
(s.auch meinen Beitrag vom 9.8. an Udo Becker)
Gruß Viktor

PS.