RegistrierenRegistrieren   LoginLogin   FAQFAQ    SuchenSuchen   
Masse auf einem Rad
 
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Mechanik
Autor Nachricht
ak!!53



Anmeldungsdatum: 12.01.2024
Beiträge: 121

Beitrag ak!!53 Verfasst am: 06. Jul 2025 13:51    Titel: Masse auf einem Rad Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Guten Tag,
ich bin aktuell aktiv in meinem 2ten Semester des Physik Studiums. Ich würde gerne über eine Aufgabe sprechen in der ich mein Verständnis bessern kann, da ich per se, mit dem ersten Blick auf die Aufgabe nicht wirklich weiß was zu tun ist. Ich werde die Aufgabe als Screenshot mit anfügen und dann dazu kommentieren.

Meine Ideen:
Zu a) Ich soll am Ende die La Grange Gleichung aufstellen, diese ist von der kin. und potentiellen Energie Abhängig. Um an diese Informationen zu kommen, würde ich in die Mitte des Rades mein Koordinaten Ursprung setzten und dann mit Polarkoordinaten meine Geschwindigkeit herleiten. Nun steht aber auch, ich solle über die zeitliche Änderung des Winkels die Position der (beiden ?) kleinen Masse bestimmen. Denn wie folgt verstehe ich die Aufgabe so, dass das Rad sich dreht mit Reibungskoeffizient, müsste ich nochmals extra nachsehen wie ich dies mit einzubauen habe Physik 1 ist demnächst knapp 1,5 Jahre her. Damit dürfte die Position der Masse in der Mitte des Rades eigentlich wie eine Gerade durch den Raum bewegen, den Winkel benötige ich dann dort nicht oder ? Somit in X-Richtung konstant, y und z ändern sich nicht für M.
Für m entsteht allerdings eine Kurve, ich wüsste nicht wie es besser beschreiben sollte jetzt beim Tippen.

Nehmen wir an ich hätte damit a) gelöst und nun würde ich zu b) übergehen.
Wie stelle ich von dem Lagrange Formalismus die Bewegungsgleichungen auf, irgendwo benötige ich doch auch Randbedinungen oder ?
Ich vermag es auf KI zu zugreifen wie ChatGPT oder DeepSeek, klar kann ich dort nach einer Antwort suchen und mir einige Punkte damit holen, übrigens um die Punkte geht es nicht mir gehts vielmehr darum wirklich zu verstehen wie ich in, sagen wir mal identischen, Aufgaben vorzugehen habe. Zb. Koordinaten System legen, Koordinaten Transformationen durchführen, sich überlegen was passiert eigentlich in der Aufgabe und gibt es sogenannte Tricks die man kennen sollte. Das ist mein eigentliches Ziel.
Damit einen schönen Sonntag Nachmittag noch.



A17.PNG
 Beschreibung:

Download
 Dateiname:  A17.PNG
 Dateigröße:  93.55 KB
 Heruntergeladen:  3067 mal

Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 6202

Beitrag Myon Verfasst am: 06. Jul 2025 15:39    Titel: Antworten mit Zitat

Vielleicht fast die Hauptschwierigkeit ist hier, die Orte der Massen M und m durch die Koordinate theta auszudrücken. Wenn Du den Ursprung eines Koordinatensystems in den Mittelpunkt des Rades legst, ist das ungünstig, da sich das Rad ja bewegt.
Ich würde den Ursprung z.B. so festlegen, dass sich der Mittelpunkt des Rades bei theta=0 gerade im Ursprung befindet. Und nun die x- und y-Koordinaten durch theta ausdrücken. Bei der Masse M kannst Du Dir überlegen: dreht sich das Rad ausgehend von theta=0 nach rechts wie in der Abbildung, so bewegt sich die Masse M um die Strecke R*theta nach rechts. Legt man den Vorzeichen von theta so fest, dass bei einer Auslenkung wie in der Abbildung der Winkel negativ ist, hätte die Masse M somit die Koordinaten



Bei der Masse m kannst Du vom Ort der Masse M ausgehen und dazu die Lage von m relativ zu M addieren. Die Geschwindigkeiten -benötigt werden nur deren Quadrate- ergeben sich aus den Koordinaten nach dem Schema

TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468

Beitrag TomS Verfasst am: 06. Jul 2025 15:39    Titel: Antworten mit Zitat

Zunächst mal eine Starthilfe ohne Zeitabhängigkeit.

Die Masse M sitze an einem Punkt



Die y-Koordinate der Masse M können wir durch Wahl eines geeigneten Koordinatensystems Null setzen.

Die Masse m sitze dann an einem Punkt





Ok soweit?
Siehst du jetzt, wie du die Zeitabhängigkeit einführen musst?
Wichtig dabei ist noch die Bedingung "rollt ohne zu gleiten".

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.


Zuletzt bearbeitet von TomS am 06. Jul 2025 15:43, insgesamt einmal bearbeitet
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468

Beitrag TomS Verfasst am: 06. Jul 2025 15:42    Titel: Antworten mit Zitat

Myon hat Folgendes geschrieben:
… hätte die Masse M somit die Koordinaten


theta ist ein Winkel; und theta hat nichts mit M zu tun; oder was verstehe ich falsch?

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 6202

Beitrag Myon Verfasst am: 06. Jul 2025 15:54    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe es so gedacht: Wenn das Rad rollt und damit die Auslenkung theta ändert, ändert auch der Ort der Masse M. Die x-Koordinate von M müsste gerade gleich (+/-) R*theta sein.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468

Beitrag TomS Verfasst am: 06. Jul 2025 15:57    Titel: Antworten mit Zitat

Schau mal meine Formel an.
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 6202

Beitrag Myon Verfasst am: 06. Jul 2025 16:00    Titel: Antworten mit Zitat

Aber X ist doch noch durch theta auszudrücken?
ak!!53



Anmeldungsdatum: 12.01.2024
Beiträge: 121

Beitrag ak!!53 Verfasst am: 06. Jul 2025 18:15    Titel: Antworten mit Zitat

Myon hat Folgendes geschrieben:
Vielleicht fast die Hauptschwierigkeit ist hier, die Orte der Massen M und m durch die Koordinate theta auszudrücken. Wenn Du den Ursprung eines Koordinatensystems in den Mittelpunkt des Rades legst, ist das ungünstig, da sich das Rad ja bewegt.
Ich würde den Ursprung z.B. so festlegen, dass sich der Mittelpunkt des Rades bei theta=0 gerade im Ursprung befindet. Und nun die x- und y-Koordinaten durch theta ausdrücken. Bei der Masse M kannst Du Dir überlegen: dreht sich das Rad ausgehend von theta=0 nach rechts wie in der Abbildung, so bewegt sich die Masse M um die Strecke R*theta nach rechts. Legt man den Vorzeichen von theta so fest, dass bei einer Auslenkung wie in der Abbildung der Winkel negativ ist, hätte die Masse M somit die Koordinaten



Bei der Masse m kannst Du vom Ort der Masse M ausgehen und dazu die Lage von m relativ zu M addieren. Die Geschwindigkeiten -benötigt werden nur deren Quadrate- ergeben sich aus den Koordinaten nach dem Schema


Hallo Myon, danke dir für die rasche Antwort auf diesen Sonntag.
Ich möchte mich kurz zu dem äußern was du geschrieben hast. Wie ich das verstanden habe, ist es schlauer den Koordinatenursprung zb links vom Rad zu legen, da wo die Mitte des Rades dann den Abstand R zum Ursprung hat.
Somit erkläre ich mir die Y=0 Koordinate am besten, wie auch Tom kommentierte, durch das geschickte legen eines Koordinatensystems kannst du die Y-Komponente = 0 setzen.

Ist die X-Position in Verbindung zu Theta zu bringen davon nun abhängig wie weit das Rad sich dabei rollt ? Damit würde ja erst Theta anfangen eine Rolle zu spielen in der Dynamik. Denn dann habe ich halt für die X Koordinate nur den Radius des Rades bei Theta=0, wie mir etwas geläufig ist, ist cos(0)=1 und zufälliger Weise auch in der X-Koordinate von Polarkoord. enthalten.
Damit hätte ich ja durch Theta=0 nur den Radius, wenn das Rad nun anfängt zu rollen müsste sich Theta im Betrag so ändern, dass ab zb einem Hoch oder Tief eines cos(theta t) funktion die X Koordinate nicht abnimmt. Ich glaube, dass richtige zu denken aber habe wenig Ahnung wie ich das ins mathematische Übersetzen soll grade. Theta wird ja im laufe der Zeit nur größer, ach ich glaub ich brauch gar keine trig. Formel. Sowas wird einem gern mal beim Tippen klar.
D.h. ich kann einfach die X-Koordinate mit Theta(t) benennen und das passt bzw. das Funktioniert ?
Ich meine für Lagrange, kannte ich die Beziehung die du mir nanntest, da würde in der zeitlichen Ableitung ein vorkommen. Damit würde auch eine Übereinstimmung von der Angabe passen.

Ich schaue mal wie weit ich komme damit, diese Aufgabe ist zwar einzureichen darum gehts mir aber nicht. Ich habe in einer Altklausur auch gesehen wie eine Masse ein einem Rad hängt und in Abhängigkeit von einem Winkel sich bewegt. Mit dem Hintergrundwissen wollte ich diese Aufgabe besser verstehen.
Danke fürs erste, zur b) schaue ich mal weiter.

Auch Danke an TomS, obwohl dieser Beitrag fast nur eine Antwort auf Myon beinhaltet.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468

Beitrag TomS Verfasst am: 06. Jul 2025 18:17    Titel: Antworten mit Zitat

ak!!53 hat Folgendes geschrieben:
Auch Danke a TomS, obwohl dieser Beitrag fast nur eine Antwort auf Myon beinhaltet.

Nein, das hat sich nur zeitlich überschnitten. Mein Beitrag übersetzt einfach die Geometrie des Bildes in Formeln. Und zunächst muss die Geometrie klar sein, anschließend kann man die Dynamik betrachten.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468

Beitrag TomS Verfasst am: 06. Jul 2025 18:30    Titel: Antworten mit Zitat

Myon hat Folgendes geschrieben:
Aber X ist doch noch durch theta auszudrücken?

Ja, ganz zuletzt fällt eine der beiden Koordinaten weg.

Es gibt zwei Massen mit je zwei Koordinaten. Das wären vier unabhängige Koordinaten.

Zunächst ist die Bewegung von M auf die Gerade Y = 0 festgelegt. Für M bleibt dann ein echter Freiheitsgrad X entsprechend der Bewegung in x-Richtung.

Dann haben wir eine davon zunächst völlig unabhängige Rotation der Masse m um (X,Y). Das liefert einen weitere Koordinate theta (die Radialkoordinate wird auf r = R festgelegt). Das ist mein Ansatz, und dazu muss man den Sinus und den Cosinus des Winkels verwenden.

Dies entspräche einer linearen Bewegung von M und einer Rotation von m um M. Nun steht da aber noch "rollt ohne zu gleiten". D.h. die lineare Bewegung und die Rotation sind nicht unabhängig sondern durch diese Roll-Bedingung verknüpft, die man zuletzt noch implementieren muss. Das habe ich bewusst noch weggelassen, da ich den Eindruck hatte, das schon die ersten Schritte unklar sind. Es gibt es mehrere Optionen, wie man diese Roll-Bedingung einführen kann – direkt durch Eliminieren einer Koordinate, oder durch Lagrange-Multiplikatoren; ich habe das noch nicht festgelegt. Und ja, zuletzt muss noch eine der beiden Koordinaten verschwinden.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.


Zuletzt bearbeitet von TomS am 06. Jul 2025 18:46, insgesamt 2-mal bearbeitet
ak!!53



Anmeldungsdatum: 12.01.2024
Beiträge: 121

Beitrag ak!!53 Verfasst am: 06. Jul 2025 18:38    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
ak!!53 hat Folgendes geschrieben:
Auch Danke a TomS, obwohl dieser Beitrag fast nur eine Antwort auf Myon beinhaltet.

Nein, das hat sich nur zeitlich überschnitten. Mein Beitrag übersetzt einfach die Geometrie des Bildes in Formeln. Und zunächst muss die Geometrie klar sein, anschließend kann man die Dynamik betrachten.


Ich versuchte eben noch mir Gedanken zu der kleinen Masse m zu machen, wie ich deinen Beitrag verstehen könnte. Aus der Formel les ich heraus, dass sich die Position von m beschreiben lässt, durch die Position von M und einem Beitrag in e_theta. Es ist eine Kreisbewegung, ja. Und - cos in der Y-Koordinate hast du gewählt damit Quasi klein m direkt zentral unter der Masse M liegt oder ab dort beginnt sich zu drehen. Theta ist dann dabei 0 zur Y-Achse. Richtig ?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468

Beitrag TomS Verfasst am: 06. Jul 2025 18:42    Titel: Antworten mit Zitat

theta ist exakt so zu verstehen wie in der Zeichnung: theta = 0 bedeutet "senkrecht nach unten". D.h. Sinus = 0 und Cosinus = 1. Wg. letzterem führe ich das Vorzeichen in der y-Komponente des Einheitsvektors ein.
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Telefonmann



Anmeldungsdatum: 05.10.2011
Beiträge: 474

Beitrag Telefonmann Verfasst am: 06. Jul 2025 19:01    Titel: Antworten mit Zitat

Myon hat Folgendes geschrieben:
Legt man den Vorzeichen von theta so fest, dass bei einer Auslenkung wie in der Abbildung der Winkel negativ ist, hätte die Masse M somit die Koordinaten



Mit zunehmendem Winkel rollt das Rad doch nach rechts weg, also hin zu größer werdenden x-Werten.

Das negative Vorzeichen muss also nicht sein. Den eingezeichneten Winkel kann man also auch als positiv annehmen, damit es nicht unnötig kompliziert wird. Es gilt dann

_________________
Freundliche Grüße, T.
Telefonmann



Anmeldungsdatum: 05.10.2011
Beiträge: 474

Beitrag Telefonmann Verfasst am: 06. Jul 2025 19:04    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:

Besser

Mit zunehmendem theta wandert m nach links

_________________
Freundliche Grüße, T.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468

Beitrag TomS Verfasst am: 06. Jul 2025 19:05    Titel: Antworten mit Zitat

Stimmt, danke!
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Telefonmann



Anmeldungsdatum: 05.10.2011
Beiträge: 474

Beitrag Telefonmann Verfasst am: 06. Jul 2025 19:22    Titel: Antworten mit Zitat

Die Ortsfunktionen der beiden Massepunkte ist damit bekannt und es kann bereits relativ leicht die potentielle Energie des Massepunktes m berechnet werden. Die potentielle Energie des Massepunktes M ist konstant und muss deshalb nicht berücksichtigt werden.

Der Themenersteller könnte die genannten Formeln in's Reine schreiben, um zu zeigen, dass er/sie die Lösung verstanden hat.

Die Zeitableitung der Ortsfunktionen ergibt die benötigten zweidimensionalen Geschwindigkeiten.

_________________
Freundliche Grüße, T.
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 6202

Beitrag Myon Verfasst am: 06. Jul 2025 19:26    Titel: Antworten mit Zitat

@TomS: Jetzt verstehe ich Dein Vorgehen. Du führst die Rollbedingung erst anschliessend ein - ja, das ist systematischer.

@Telefonmann: Ich hatte mir mal angewöhnt, stur Winkel/Auslenkungen im Gegenuhrzeigersinn als positiv zu zählen. Deshalb hatte ich hier das Minuszeichen gesetzt. Aber man kann hier die Richtung natürlich auch anders sehen, von der Masse m hin zum Lot - wie man überhaupt frei ist bei der Vorzeichenwahl, Hauptsache, man bleibt dann konsequent bei der getroffenen Wahl...
Telefonmann



Anmeldungsdatum: 05.10.2011
Beiträge: 474

Beitrag Telefonmann Verfasst am: 06. Jul 2025 19:41    Titel: Antworten mit Zitat

Myon hat Folgendes geschrieben:
@Telefonmann: Ich hatte mir mal angewöhnt, stur Winkel/Auslenkungen im Gegenuhrzeigersinn als positiv zu zählen. Deshalb hatte ich hier das Minuszeichen gesetzt. Aber man kann hier die Richtung natürlich auch anders sehen, von der Masse m hin zum Lot - wie man überhaupt frei ist bei der Vorzeichenwahl, Hauptsache, man bleibt dann konsequent bei der getroffenen Wahl...

Eben. Deshalb ist es hier auch günstig möglichst nahe bei der hochgeladenen Skizze zu bleiben, um die Vorzeichen der ganzen cos- und sin-Terme möglichst einfach auch anschaulich nachvollziehen zu können.

_________________
Freundliche Grüße, T.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468

Beitrag TomS Verfasst am: 06. Jul 2025 21:07    Titel: Antworten mit Zitat

Myon hat Folgendes geschrieben:
@TomS: Jetzt verstehe ich Dein Vorgehen. Du führst die Rollbedingung erst anschliessend ein - ja, das ist systematischer.

Ich denke, wenn man die Lösung sehen kann, stellt man die Frage gar nicht; deswegen Schritt für Schritt.

Aber letztlich muss das @ak!!53 beurteilen.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 6202

Beitrag Myon Verfasst am: 07. Jul 2025 14:17    Titel: Antworten mit Zitat

@ak!!53: Ich hoffe, Du seist nicht ganz entmutigt. Versuche doch einfach einmal, die (x,y)-Koordinaten der Massen M und m in Abhängigkeit von theta auszudrücken. Es kann nicht mehr als noch nicht richtig sein im ersten Anlauf.

Hab versucht, noch eine zusätzliche Skizze anzufertigen. In der "Ruhelage" befindet sich die Masse m am untersten Punkt und es gilt theta=0. Man kann ein ortsfestes Koordinatensystem so wählen, dass in diesem Zustand die Masse M gerade im Ursprung des Koordinatensystems liegt. Alternativ könnte man auch in der Ruhelage die Masse m in den Ursprung setzen, dann wären die Koordinaten von M in der Ruhelage gleich (0,R).

Rollt nun das Rad aus der Ruhelage um einen Winkel theta, nimmt das Rad die Lage wie in der Skizze ein.

Mit den durch theta ausgedrückten Koordinaten kannst Du anschliessend die Lagrangefunktion



aufschreiben. U ist die potentielle Energie. Bei den Ableitungen nach der Zeit die Kettenregel verwenden.

edit: "Ruhelage", nicht Ruhezustand...



skizze.png
 Beschreibung:
 Dateigröße:  90.43 KB
 Angeschaut:  118973 mal

skizze.png




Zuletzt bearbeitet von Myon am 07. Jul 2025 14:52, insgesamt einmal bearbeitet
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 6119
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 07. Jul 2025 14:31    Titel: Antworten mit Zitat






Lagrange


Rotation und Translation
Bezugspunkt: Kontakt Rad mit Boden (Satz von Steiner)


r_m = Abstand Schwerpunkt m vom Bezugspunkt



Telefonmann



Anmeldungsdatum: 05.10.2011
Beiträge: 474

Beitrag Telefonmann Verfasst am: 07. Jul 2025 15:49    Titel: Antworten mit Zitat

Mathefix hat Folgendes geschrieben:

Die Verschiebung von M ist doch gleich der Bogenlänge des Rades und damit wie bereits angegeben:

_________________
Freundliche Grüße, T.
ak!!53



Anmeldungsdatum: 12.01.2024
Beiträge: 121

Beitrag ak!!53 Verfasst am: 07. Jul 2025 16:37    Titel: Antworten mit Zitat

Entmutigt bin ich in erster Linie nicht, habe meine Skizze auch angepasst nach meinem Kommentar und dem herauslesen der Koordinaten. Ich hoffe, dass meine Rechnungen dazu passen, erfahren werde ich dies am Donnerstag morgen.

Es ist ja eine größere Diskussion hierraus geworden als eigentlich erhofft.
Danke an alle soweit.
Telefonmann



Anmeldungsdatum: 05.10.2011
Beiträge: 474

Beitrag Telefonmann Verfasst am: 07. Jul 2025 17:09    Titel: Antworten mit Zitat

ak!!53 hat Folgendes geschrieben:
Ich hoffe, dass meine Rechnungen dazu passen, erfahren werde ich dies am Donnerstag morgen.

Falls sich bei deinen Rechnungen eine halbwegs korrekte Differentialgleichung eines harmonischen Oszillators ergab, so sollte das Blatt schätzungsweise mit mindestens 5 Punkten bewertet werden.

Schöne Übungsaufgabe !

_________________
Freundliche Grüße, T.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 6119
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 08. Jul 2025 07:32    Titel: Antworten mit Zitat

ak!!53 hat Folgendes geschrieben:
Entmutigt bin ich in erster Linie nicht, habe meine Skizze auch angepasst nach meinem Kommentar und dem herauslesen der Koordinaten. Ich hoffe, dass meine Rechnungen dazu passen, erfahren werde ich dies am Donnerstag morgen.

Es ist ja eine größere Diskussion hierraus geworden als eigentlich erhofft.
Danke an alle soweit.


@ak!!53
Es wäre nett, wenn Du das Ergebnis mitteilen würdest.
Gruss
Mathefix
Ak!!53_i
Gast





Beitrag Ak!!53_i Verfasst am: 08. Jul 2025 09:08    Titel: Antworten mit Zitat

Hier
ak!!53



Anmeldungsdatum: 12.01.2024
Beiträge: 121

Beitrag ak!!53 Verfasst am: 08. Jul 2025 09:09    Titel: Antworten mit Zitat

Ak!!53_i hat Folgendes geschrieben:
Hier



Screenshot 2025-07-08 100733.png
 Beschreibung:

Download
 Dateiname:  Screenshot 2025-07-08 100733.png
 Dateigröße:  189.62 KB
 Heruntergeladen:  3052 mal

Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 6202

Beitrag Myon Verfasst am: 08. Jul 2025 10:00    Titel: Antworten mit Zitat

Nur ein Hinweis: bei der Koordinate x_m müsste das Vorzeichen anders sein,



Bewegt sich M nach rechts, bewegt sich m relativ dazu nach links. Bei der kinetischen Energie ergibt sich (sieht sonst alles sehr gut aus!) dadurch für m



Das ergibt auch Sinn: bei theta gegen 0 geht die Geschwindigkeit der Masse m gegen 0.
ak!!53



Anmeldungsdatum: 12.01.2024
Beiträge: 121

Beitrag ak!!53 Verfasst am: 08. Jul 2025 12:20    Titel: Antworten mit Zitat

Myon hat Folgendes geschrieben:
Nur ein Hinweis: bei der Koordinate x_m müsste das Vorzeichen anders sein,



Bewegt sich M nach rechts, bewegt sich m relativ dazu nach links. Bei der kinetischen Energie ergibt sich (sieht sonst alles sehr gut aus!) dadurch für m



Das ergibt auch Sinn: bei theta gegen 0 geht die Geschwindigkeit der Masse m gegen 0.


Wurde zur Kenntnis genommen.
ak!!53



Anmeldungsdatum: 12.01.2024
Beiträge: 121

Beitrag ak!!53 Verfasst am: 10. Jul 2025 07:34    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Zunächst mal eine Starthilfe ohne Zeitabhängigkeit.

Die Masse M sitze an einem Punkt



Die y-Koordinate der Masse M können wir durch Wahl eines geeigneten Koordinatensystems Null setzen.

Die Masse m sitze dann an einem Punkt





Ok soweit?
Siehst du jetzt, wie du die Zeitabhängigkeit einführen musst?
Wichtig dabei ist noch die Bedingung "rollt ohne zu gleiten".


Hallo TomS,
Ich wollte dir kurz ein Feedback geben. Nach Tutor ist der Einheitsvektor e_theta mit (-sin theta, -cos theta) zu versehen.
Damit entstand ein Folgefehler in meiner Abgabe ist aber nichts dramatisches.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 6119
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 10. Jul 2025 17:03    Titel: Antworten mit Zitat

@ak!!53

In Deiner Herleitung geht bei T_M nur die translatorische Energie ein.

Warum wird die Rotationsenergie nicht berücksichtigt?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21468

Beitrag TomS Verfasst am: 10. Jul 2025 21:44    Titel: Antworten mit Zitat

ak!!53 hat Folgendes geschrieben:
Hallo TomS,
Ich wollte dir kurz ein Feedback geben. Nach Tutor ist der Einheitsvektor e_theta mit (-sin theta, -cos theta) zu versehen.
Damit entstand ein Folgefehler in meiner Abgabe ist aber nichts dramatisches.

Danke, und sorry.

Darauf hatte Telefonmann schon hingewiesen.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Mechanik