Meine Physikvorlesung is zwar scho bissl her, aber ich hoffe mein
Verständnis reicht noch, ums anschaulich zu erklären.
Hier mal ein kleines Bildchen dazu:
Die Pfeile symbolisieren sowohl die Drehrichtung, als auch die Richtung des jeweils wirkenden Drehmoments, die Länge des Pfeils entspricht der Größe der Kraft. (so ungefähr halt )
Hat man zwei Räder gleicher Größe und gleicher Masse, die sich bei der selben Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung drehen, heben sich die auftretenden Kräfte auf.
Ich hoff es ist aus der doch sehr groben Skizze einigermaßen ersichtlich
Flo und Tine. hat geschrieben:Klar, minus + plus = null.
Weist du eigentlich warum dein Analysis Buch so traurig ist?
Ist die übliche Reaktion Leute zu verspotten, die versuchen was zu erklären?
Das hat übrigens sehr wenig mit Analysis zu tun, eher mit Linearer Algebra. Wobei das simple klassische Mechanik ist.
Vielleicht drückst du dich klarer aus, was dein Problem ist. Die Skizze ist auch nichts anderes, als das was dir mehrere Leute vorher versucht haben zu erklären.
Dein Analysis Buch ist immer so traurig weil es nur Probleme hat.
Manchmal hilft ein Bildchen mehr als 1000 worte, wenn man sich immerzu das falsche Bild zu den 1000 Worten vorstellt. Ich konnte halt nicht raffen, das wenn ein sich Rad egal ob so oder sorum drehend schwer kippen lässt das dann zwei sich gegenseitig drehende Räder gegenseitig aufheben. Das dies aber offenbar direkt mit dem Drehmoment zusammenhängt, wie in dem bunten Bild da oben zu sehen, war mir nicht ganz klar. Jez raff ichs aber.
Flo und Tine. hat geschrieben:...... Das dies aber offenbar direkt mit dem Drehmoment zusammenhängt, wie in dem bunten Bild da oben zu sehen, war mir nicht ganz klar. Jez raff ichs aber.
Moin Flo,
hättest Du in Cartagena was gesagt, hätten wir die Geschichte bei Sonnenschein und einem kühlen Freibier erörtern können.
Dein beschriebenes Problem hat nur mittelbar was mit der Aufhebung von Drehmomenten zu tun. Das Zauberwort heißt hier "Corioliskraft". Das ist die Kraft die auftritt, wenn eine sich drehende Masse (hier Kurbelwelle) mit einer zweiten Bewegung (hier die Kippbewegung) „überlagert“ wird. Dabei wird die Achse des rotierenden Systems von der gewünschten Kippachse abgelenkt. Die dabei auftretende Kraft (eine Art Trägheitskraft) ist die Corioliskraft.
Erst hier kommt wieder ein Drehmoment zustande, welches aber anders geartet ist als die (sorry) von michel-zx gezeigten Pfeile, weil es auf die (zentrierte) Achse des Rotationskörpers wirkt. Dein oben beschriebener Fall ist aber maßgeblich von Kräften beieinflusst, nicht von Momenten.
Die Corioliskraft ist abhängig von der Masse des Rotationskörpers, des Winkelgeschwindigkeitsvektors der Rotation (resp. Drehzahl), der Geschwindigkeitsvektor der Bewegung des Körpers (relativ zum rotierenden Bezugssystem) und, wegen der Vektoren, von einigen Winkeln zwischen den unterschiedlichen Kräften.
Wenn nun alle Komponenten der beiden gegenläufigen Kurbelwellen bis auf die Drehrichtung gleich sind (Masse, Drehzahl, etc.) so bekommt nur der Winkelgeschwindigkeitsvektor einer Kurbelwelle ein Minuszeichen vor seinem Wert. D.h. jede der beiden Kurbelwellen wird beim Kippen mit derselben Kraft jedoch in die jeweils entgegengesetzte Richtung abgelenkt. Diese Kräfte heben sich bei der Kippbewegung somit (weitgehend!) auf.
Wenn Du das Experiment mit dem drehenden Rad eines Fahrrades schon gemacht hast, wird Dir aufgefallen sein, dass Du das rotierende Rad nicht wie gewünscht an den Achsenden in eine Richtung kippen kannst. Die Enden der Achse drängen immer in eine andere Richtung als Du sie kippen willst. DAS bewirkt die Corioliskraft.
Zur Belustigung kannst Du auch Tine auf einen Drehstuhl setzen (Beine nicht auf den Boden stellen) und sie das Kippen des rotierenden Fahrrades durchführen lassen. Während Tine das Rad kippen will, wird sie sich auf dem Drehstuhl drehen. Die Ursache hierfür ist ebenfalls die Corioliskraft.
Sagen wir so:
das Hinterrad sollte sich beim Beschleunigen vorwärts bewegen.
Das erledigt die Sekundärwelle vom Getriebe.
Dazu muss nach derzeitigem Kenntnisstand des konventionellen Getriebebaus die Primärwelle sich entgegendrehen, mitsamt Kupplung.
Und wenn man dann ohne Zwischenzahnrad auskommen will ( für einen kompakten Motor ) muss die Kurbelwelle halt wieder wie die Räder rotieren.
Auch würde ich sagen, dass sich der Primärtrieb (KW+ erste Getriebewelle mit Kupplung ) nahezu ausgleicht, im Schnitt sogar gegen 0 geht, wenn man Lima wegbaut, und dann am Ende nur noch das Trägheitsmoment der Getriebeabgangswelle überbleibt.
Die Überlegungen könnte dahin gehen, dass man versucht KW + Abgangswelle zusammen auf das Trägheitmoment der Primärwelle des Getriebes incl. Kupplung bringt, was aber aufgrund des relativ hohen Gewichtes der KW schlecht gelingen wird.
Eine RC30 kommt da wohl noch am ehesten hin, hier beträgt das Gewicht der KW 3.4 kg... im Schnitt sind heute I4's bei 8 kg KW.
Auch wird man selbst dann eine gewisse Trägheitsverschiebung niemals verhindern können, da ja überschlägig die Getriebeabgangswelle sich relativ zur Primärgetriebewelle je nach Gang in einem Rahmen von 1:1 bis 2:1 dreht.