Re: Kugel rollt mit und ohne Mulde

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Geschrieben von Zäld am 09. Februar 2004 18:41:09:

Als Antwort auf: Re: Kugel rollt mit und ohne Mulde geschrieben von Gabi am 09. Februar 2004 15:30:51:


Also, schauen wir uns mal einen Zyklus genauer an. Ich versuche mal, das ganze in einer physikalisch eindeutigen Beschreibung zu formulieren. Wenn dabei etwas nicht stimmt oder fehlt, bitte korrigieren:

>>Wenn der senkrechten Federschwingung Energie entzogen wird, die auf irgendwelchen Wegen auf die Achse gelenkt wird, dann wird natürlich die Federschwingung geringer.

>Die Feder schwingt derart, daß die Gravitationskraft eine Beschleunigung (Fallen) nach unten macht (gelangt nach Umformung zur Achse)...

Es gibt also eine Masse, die an einer senkrecht gerichteten Feder befestigt ist. Die Gravitationskraft, die auf die Masse wirkt, wird zu einem Teil in die Feder und zum anderen Teil in den Antrieb der Achse gelenkt. Durch die Gravitation wird die Masse nach unten bewegt und leistet dadurch Arbeit.

Die dabei freiwerdende Energie wird also nur zum Teil in die Feder gesteckt. Der andere Teil der Energie beschleunigt die Achse.


>... und danach kommt eine elastische Gegenreaktion der Federkraft nach oben.

Das heißt, die Masse wird durch die gespannte Feder wieder nach oben bewegt. Dabei kann die ursprüngliche Höhe der Masse nicht erreicht werden, da in der Feder nur ein Teil der ursprünglichen potentiellen Energie steckt. Der andere steckt in der sich drehenden Achse.

Um den Zyklus komplett zu machen und die Masse an den ursprünglichen Ort zu bringen, fehlt also noch eine Energie bzw. eine Kraft.


> Die Bremswirkung der Gravitation in der Aufwärtsphase gelangt kaum zur Achse, wegen der Arm-Asymmetrie (muß einen anderen Weg nehmen, der sie am besten im Schwingsystem drin läßt).

Man könnte sich auch einen Mechanismus vorstellen, der die Achse während der Aufwärtsbewegung komplett vom System abkoppelt. Dann würde die Achse gar nicht gebremst werden. Allerdings besteht weiterhin das Problem, daß die Feder nicht stark genug gespannt ist, die Masse auf die ursprüngliche Höhe zu befördern.

Und von deiner Physik-Ausbildung her solltest du wissen, daß man mathematisch zeigen kann, daß in einem rotationsfreien Feld der Weg keine Rolle spielt, wieviel Energie man benötigt, um von einem zum anderen Ort zu gelangen. Und das Gravitationsfeld ist nun einmal rotationsfrei.


tschüssi
Zäld



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