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Rollen-Rennen
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physik Bel Air 01
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Anmeldungsdatum: 17.05.2007
Beiträge: 186

BeitragVerfasst am: 17 Mai 2007 - 18:01:14    Titel: Rollen-Rennen

Moin, ich bin hier neu.

Folgendes haben wir zu Verfügung:

*drei Rollkörper mit gleicher Masse und Ausdehnung (Höhe, Durchmesser)
- Vollzylinder (Material: Holz)
- Hohlzylinde (Material: Metall)
- Huntel (besteht aus einer stahlernen Rollachse, an der beidseitig zwei scheibenförmige Zusatzkörper(Material: Plastik) angebracht sind)

*eine schiefe Ebene(beliebige Winkelgröße)


Folgndes beobachten wir:

Der Huntel erreicht das Ende der schiefen Ebene vor dem Hohl- und Vollzylinder (der Vollzylinder schneller als der Hohlzylinder).

Folgendes sehen wir als Ergebnis:

Da alle drei Körper die gleiche Masse und den gleichen Radius besitzen, ist der Betrag des Drehmomentes der drei Körper gleich.
Das Massentragheitsmoment der beiden Zylinder (Hohl, Voll) unterscheidet sich, da die Massenelemente bei den beiden Zylindern unterschiedlich verteilt sind.
Der Hohlzylinder besitzt am äußeren Rand eine größere Dichte als der Vollzylinder und da im Massenträgheitsmoment der Abstand der Massenelemente zum Mittelpunkt mit r² eingeht, besitzt der Hohlzylinder ein größere Massenträgheitsmoment.
Also, besitzt der Vollzylinder ein kleinere Massenträgheitsmoment als der Hohlzylinder. Somit ist die Winkelbeschleunigung des Vollzylinders größer als die Winkelbeschleunigung des Hohlzylinders = der Vollzylinder besitzt die größere Geschwindigkeit.

Nun müssen wir heraus finden, warum der Huntel die größte Geschwindigkeit besitzt?

Mein Vorschlag: Die runden scheibenförmige Räder bestehen aus Plastik. Da Plastik sehr leicht ist, rollt es dementsprechend auch viel schneller ans Ziel.

Nun sind eure Vorschläge gefragt:
physik Bel Air 01
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Anmeldungsdatum: 17.05.2007
Beiträge: 186

BeitragVerfasst am: 17 Mai 2007 - 22:36:52    Titel:

uuups bin ich hier falsch? Ist denn die Frage so schwer?
armchairastronaut
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Anmeldungsdatum: 31.10.2005
Beiträge: 6744
Wohnort: Colonia Claudia Ara Agrippinensis

BeitragVerfasst am: 18 Mai 2007 - 07:42:06    Titel:

Nein, weder ist die Frage schwer, noch ist es die Antwort. Wenn du weißt, dass das Trägheitsmoment eine große Rolle spielt und du bereits den Unterschied zwischen Hohlzylinder und Vollzylinder auf die unterschiedliche Masseverteilung zurückgeführt hast, solltest du das mit der Hantel ebenfalls leicht bewerkstelligen können. Es liegt nicht daran, dass Plastik leicht ist und alles, was leicht ist, schneller rollt. Es liegt aber sehr wohl daran, dass Plastik leichter ist als der Metallkern und deshalb sich die Masse mehr in der Nähe der Rotationsachse konzentriert, mit allen bekannten Auswirkungen auf das Trägheitsmoment.
physik Bel Air 01
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Anmeldungsdatum: 17.05.2007
Beiträge: 186

BeitragVerfasst am: 18 Mai 2007 - 09:19:04    Titel:

Geht doch. Ich danke dir armchair....
physik Bel Air 01
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Anmeldungsdatum: 17.05.2007
Beiträge: 186

BeitragVerfasst am: 01 Jun 2007 - 16:57:04    Titel:

Ja, sicher leicht.
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