Zylinder mit Seil
Auf zwei waagrechten Trägern, die wie die Schienen einer Eisenbahn parallel ausgerichtet sind, liegt ein Metallzylinder (Radius 5 cm, Masse 6 kg, Massenträgheitsmoment 0.0075 kgm2), dessen Achse normal zu den Trägern ausgerichtet ist. Um den Zylinder ist ein Seil geschlungen, an dessem Ende eine konstante Kraft von 40 N vertikal nach unten wirkt. Der Zylinder rollt ohne zu gleiten.
- Schneiden Sie den Zylinder frei; zeichnen Sie also alle Kräfte ein, die auf diesen Körper einwirken.
- Stellen Sie die Impulsbilanzen für zwei Richtungen und die Drehimpulsbilanz für die normal dazu stehende Richtung auf, d.h. formulieren Sie die Grundgesetze der Mechanik.
- Welche Beschleunigung erfährt die Zylinderachse?
- Wie gross ist die Haftreibungskraft?
Hinweis: Der Zylinder erfüllt die Rollbedingung
Quelle: Technikum Winterthur, Maschinenbau 1989