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Trägheitsmoment von Lochscheibe

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Tags: Lochscheibe, Trägheitsmoment

 
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anonymous

anonymous

12:40 Uhr, 05.02.2019

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Hallo an alle,

ich habe bei folgender Aufgabe kleine Schwierigkeiten:

Eine Lochscheibe mit einer Masse M und mit Radius R=6a, bei der vier Kreise mit Radius 2a symmetrisch im Abstand 3a um das Zentrum gelegen ausgestanzt wurden. Das Trägheitsmoment der Lochscheibe für eine Drehung um ihr Zentrum ist J=kMR2. Bestimme die Konstante k!


Ich dachte um k zu berechnen brauche ich das gesamte Trägheitsmoment. Ist mein Ansatz überhaupt zielführend indem ich sage Masse der Löcher beträgt 19M und dann Schlussrechnung vom Gesamträgheitsmoment wäre: J(große scheibe) - 4*J(kleine Scheibe)? Alles mithilfe dem Satz von Steiner natürlich. Da mein Ergebnis nix gemein hat mit der Musterlösung zweifel ich und komme nicht weiter.

Ist J=12MR2 anzunehmen überhaupt zulässig?


SKIZZE IST IM ANHANG!


LOCHSCHEIBE

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
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anonymous

anonymous

13:03 Uhr, 05.02.2019

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Hallo
Prinzipiell sind deinen Ausführungen einige gute Gedanken zu entnehmen.
Prinzipiell ahne ich: gut und richtig.

Nur, um dir selbst systematische Sicherheit zu verschaffen, sorge erst mal für klares Verständnis:

"Eine Lochscheibe mit einer Masse M"
Ich ahne das ist der Original-Aufgabentext, aber deswegen nicht weniger zweideutig.
Bezieht sich die "Masse M"
> auf die ursprüngliche Gesamtmasse vor dem Löcherbohren,
> oder auf die endgültige Lochscheibe, wie wir sie vor Augen haben?
Im Zweifelsfall wirst du dir eine Festlegung / Annahme festlegen müssen...

Die Antwort auf
"Ist J=M2R2 anzunehmen überhaupt zulässig?"
ist abhängig von deiner Festlegung oben.

Ich empfehle dir, wie gesagt, Systematik.
Du wirst benötigen:
> Die Masse der großen Gesamtscheibe (mit noch gefüllten Bohrungen),
> die Masse der zu entfernenden Bohrungen,
> die Masse der gelochten Lochscheibe,
> das Massenträgheitsmoment der großen Gesamtscheibe,
> das Massenträgheitsmoment der zu entfernenden Bohrungen um ihre Achse,
> das Massenträgheitsmoment der zu entfernenden Bohrungen um die Achse der großen Lochscheibe,

... dann wird es zur Lösung der Fragen nicht mehr weit sein.

anonymous

anonymous

19:29 Uhr, 06.02.2019

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Danke sehr erstmal für deine Inspiration/Hilfe aber ich komme nicht darauf wem ich jetzt sozusagen die Masse M zuordne. Weil das muss doch in sich logisch sein das Ganze und nicht auf willkürlich gewählten Zahlenwerten basieren. Deshalb habe ich mich ja (vielleicht der Hindernisgrund) darauf "versteift", dass zumindest das Massenverhältnis zwischen einer Bohrung und der Gesamtscheibe 1:3 sein muss, laut den jeweiligen Radien (6a und 2a) versteht sich.

Also ergibt das 2 mögliche Fälle die ich bis jetzt erfolglos durchdacht habe:

FALL 1: Die Endscheibe mit Masse M, also Gleichung: Mges -4(13 Mges) also Mbohrung =1, aber gemerkt, dass es nicht funktioniert

FALL 2: Gesamtscheibe mit Masse M [widerspricht bisschen der Aufgabenstellung :-(]

Beide Male wird es negativ also sag mir bitte wo ich einen Fehler mache in der Denkweise.
Antwort
anonymous

anonymous

21:08 Uhr, 06.02.2019

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also: der Radius geht mit der 2. Potenz ins Volumen ein (von wegen 1:3)...
schau mal:

Steiner
Steiner2
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anonymous

anonymous

15:34 Uhr, 07.02.2019

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Also, wow ich muss euch beiden sehr danken. 11engleich hat mir den Blick echt geöffnet bei der Aufgabe und irrsinn muss sagen habe nur deine Anmerkung wegen dem Radius gelesen und habe gleich drauf los gerechnet. Bis auf den allerletzten Teil mit der Konstante gings völlig von allein. Aber auch da plausibler gehts kaum. Thumbs up!