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Physik für Schule und Beruf; S.35/Nr. 5
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M.M
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Anmeldungsdatum: 16.12.2012
Beiträge: 19

BeitragVerfasst am: Di Feb 26, 2013 4:46 pm    Titel: Physik für Schule und Beruf; S.35/Nr. 5 Antworten mit Zitat

Hallo liebes Forum,

ich bräuchte eure Hilfe bezüglich einer Frage in Physik für Schule&Beruf. Die Aufgabe ist auf Seite 35 und Nummer 3. Ich weiß, dass die Aufgabe nicht sonderlich schwer ist und mir ist es fast ein wenig peinlich euch um Hilfe zu fragen, aber ich komm einfach nicht drauf, wo mein Denkfehler liegt Confused. Physik ist leider noch keine Stärke von mir (hoffentlich ändert sich das Very Happy).

Die Frage lautet:
Der Antriebsmotor eines Rührwerks hat die Umlauffrequenz f=150min^-1. Auf der Motorachse sitzt eine Riemenscheibe mit d1=15,0cm Durchmesser. Auf der Rührerachse ist eine Riemenscheibe mit dem Durchmesser d2=22,5cm befestigt. Die beiden Scheiben sind durch einen Keilriemen verbunden.
Wie groß ist die Umlauffrequenz f2 des Rührers?

Ich bin folgendermaßen vorgegangen.
1. Berechnung der Winkelgeschwindigkeit:
w= 2*pi*f -> w= 2*pi*150min^-1= 942min^-1 ->/60=15,7s^-1
2. Berechnung der Umlaufgeschwindigkeit mit d2:
v=w*r2 -> v=15,7s^-1*0,1125m=1,76625m/s
3. f mit v=2*pi*r*f:
f=v/2*pi*r -> f=1,76625 m/s / 2*pi*0,1125=2,5s^-1=150min^-1

Ich komm also wieder auf genau die gleiche Frequenz, die schon gegeben ist. Laut Lösung (was ja auch logisch ist) muss aber eine kleine Frequenz und zwar 100min^-1 rauskommen. Wie gesagt, ich finde leider meinen Denkfehler nicht.

Vielen Dank schon einmal für die Hilfe!!


Zuletzt bearbeitet von M.M am Di Feb 26, 2013 5:16 pm, insgesamt einmal bearbeitet
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loewe007
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Anmeldungsdatum: 06.12.2011
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BeitragVerfasst am: Di Feb 26, 2013 4:50 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Könntest du die Frage einmal hochstellen? Dann würde ich mir das ganze einmal angucken. Ich habe das Buch aber nicht hier.
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M.M
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Anmeldungsdatum: 16.12.2012
Beiträge: 19

BeitragVerfasst am: Di Feb 26, 2013 5:15 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Klar!
Habe sie in meinen Beitrag eingefügt.

Danke für die Hilfe!
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loewe007
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Anmeldungsdatum: 06.12.2011
Beiträge: 897
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BeitragVerfasst am: Di Feb 26, 2013 5:39 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Also: Dein Denkfehler ist, dass die Winkelgeschwindigkeit beider Scheiben gleich ist. Dies ist nicht der Fall. Stell dir vor Scheibe 1 dreht sich einmal, wie verhält sich Scheibe 2?
Scheibe 2 wird sich nicht um eine Umdrehung gedreht haben, sondern weniger. Somit ist dies Winkelgeschwindigkeit nicht gleich.
Außerdem, wenn w = 2pi * f, wenn w = const., dann ist automatisch auch f konstant.

Ich selber habe das Ergebnis raus, probiers doch noch einmal selber.
Tipp: Überlege dir die Funktion des Keilriemens, ansonsten probiere es über ein Verhältnis.

Wenn du nicht weiterkommst helfe ich dir gerne.
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DreamOfFlight
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BeitragVerfasst am: Di Feb 26, 2013 5:42 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Also ganz einfach komme ich auf das Ergebnis, in dem ich das Verhältnis der Radien mit dem Verhältnis zur Frequenz gleichsetze. Das folgt aus folgernder Umformung:

(2*pi*r1)/T1=(2*pi*r2)/T2 //T beschreibt die Umlaufdauer

2*pi lässt sich kürzen/teilen, mal T1 & durch r2 ergibt:

r1/r2=T1/T2

Da T=f^(-1) gilt also r1/r2=f2/f1 -> f2=(r1/r2)*f1

also 2/3*150min^(-1)=100min^(-1).

Den Ansatz (v1=v2) hast du damit eigentlich richtig.
Du darfst aber in 2. nicht mit d2 rechnen, da du ja w mit f1 ermittelt hast.
Dadurch kommt bei 3. einfach nur f1 raus(die Frequenz, mit der du w2 falsch bestimmt hast).
Es müsste nach dieser Vorgehensweise klapppen, wenn du v mit d1 ausrechnest, dann
v=w2*r2=2*pi*f2*r2 -> f2=v/(2*pi*r2)

Achte also darauf, dass zwar v aber nicht w gleich ist!

Edit: Ich war wohl langsamer, loewe007 kam mir zuvor Embarassed
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loewe007
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BeitragVerfasst am: Di Feb 26, 2013 5:54 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe das mit v berechnet, dies ist in diesem Fall die Geschwindigkeit des Keilriemens, und diese ist überall gleich.
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M.M
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BeitragVerfasst am: Mi Feb 27, 2013 10:29 am    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen Dank euch beiden!

Das bedeutet ja eigentlich, dass ein Keilreimen zwischen zwei Scheiben bewirkt, dass sich die beiden Scheiben mit der selben Umfangs(Umlauf-)Geschwindigkeit, gibt es da einen Unterschied bei den Begriffen?, drehen. Das hat also auch immer zur Folge dass die beiden Scheiben bei unterschiedlicher Größe nie die selbe Winkelgeschwindigkeit haben können? Ist das so richtig?
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loewe007
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BeitragVerfasst am: Mi Feb 27, 2013 10:50 am    Titel: Antworten mit Zitat

Zur Frage: http://www.pilotenboard.de/viewtopic.php?t=30761&sid=81aa0f35171348ef441471947ea4680d

Ansonste stimmt deine Überlegung.
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M.M
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Anmeldungsdatum: 16.12.2012
Beiträge: 19

BeitragVerfasst am: Mi Feb 27, 2013 11:32 am    Titel: Antworten mit Zitat

Ah, perfekt!

Vielen vielen Dank nochmals!
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Falk89
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Anmeldungsdatum: 01.01.2014
Beiträge: 16

BeitragVerfasst am: Di Jun 03, 2014 1:29 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo forum,

Also ich schaffe dieses bsp nicht. Ich versuche allen kommentaren zu folgen und trotzdem komme ich nicht dahinter. Ich möchte f2 nämlich zunächst ohne verhältnissen ausrechnen.

Ich zeige euch mal meinen rechenweg und vll kann mich ja einer aufklären was ich da falsch mache. Ps: ich habe erst angefangen physik zu lernen, in der schule hatte ichs kaum.

1)
w= 2*pi*f -> w= 2*pi*150min^-1= 942min^-1 ->/60=15,7s^-1

So und jetzt weiß ich, dass w1 nicht w2 sein kann, da f1 auch nicht f2 sein kann.

2)
Als nächstes berechne ich die geschwindigkeit des keilriemens:

V=w1*r1 >> v=15,7sek^-1 * 0,075m >> v=1,1775 m/sek^-1

3)
Jetzt nehme ich die formel v=2pi*r2*f2 her, wandle sie nach f2 um und setzte die bekannten ein

v=2pi*r2*f2 /:2pi*r2

f2=v/2pi*r2

f2= 1,1775/2pi*0,1125m

f2= 1,665 min^-1

Das ergebniss stimmt aber nicht, denn es soll 100 min^-1 herauskommen.
Ich ärger mich jetzt schon sehr lange mit diesem bsp herum....
Bitte helfen oder schritt für schritt rechnung

Lg, falk
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Firat27
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Anmeldungsdatum: 12.11.2012
Beiträge: 150

BeitragVerfasst am: Di Jun 03, 2014 3:53 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Kurze Frage an euch:
Wenn ihr so eine Aufgabe seht, wisst ihr direkt was zu tun ist? Ich meine sitzen die Formeln im Kopf oder guckt ihr nochmal nach wie das geht?
Für mich ist es undenkbar auf Anhieb solch eine Aufgabe lösen zu können Shocked
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loewe007
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Anmeldungsdatum: 06.12.2011
Beiträge: 897
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BeitragVerfasst am: Di Jun 03, 2014 5:05 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, nach kurzem Überlegen und vorstellen der Situation ist mir dann klar was gerechnet werden muss.
Die Formeln hat man entweder nach drei mal benutzen im Kopf, oder man leitet sich diese her. Die hier benötigten Formeln sind noch wirklich leicht herzuleiten.

Falls bis heute Abend niemand eine Lösung gepostet hat, kann ich das machen, habe jetzt aber gerade nicht die Zeit dazu.
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