Reibung an einer Riemenscheibe vernachlässigen?

Also, so sieht das Problem aus:

Außerdem ist die Rolle in ihrer Mitte an einer Schnur aufgehängt und hängt von der Decke.

Sie erhalten die Massen der Objekte, die Masse der Riemenscheibe und ihren Radius. Und Ihre Annahmen sind, dass die Saite masselos und unelastisch ist und dass es keine Reibung zwischen der Saite und der Riemenscheibe gibt. Sie müssen die Spannung in der Schnur finden, die die Riemenscheibe aufhängt (sie ist in dieser speziellen Abbildung nicht gezeichnet).

Meine Schlussfolgerung war, dass, da es keine Reibung zwischen der Saite und der Rolle gibt, die Spannung über die gesamte Länge der Saite gleich sein müsste und die Rolle sich nicht drehen würde, sie würde rutschen und es gäbe keine Möglichkeit, die lineare Bewegung zu übertragen der Massen zur Rotationsbewegung der Riemenscheibe. (Das resultierende Drehmoment wäre Null.)

Meiner Meinung nach wäre also die Spannung in der Schnur, an der die Rolle aufgehängt ist, einfach die Spannung entlang des Seils multipliziert mit zwei.

Aber die Lösung beinhaltet eine rotierende Riemenscheibe und ihre Rotationsträgheit und gibt eine andere Antwort. Was habe ich falsch gemacht? Und warum? Wenn nicht, wie kann ich beweisen, dass ich Recht habe?

Ihre Analyse ist richtig, vorausgesetzt, es gibt keine Reibung zwischen der Saite und der Riemenscheibe. Es scheint, dass sich die Frage widerspricht, indem sie sagt, dass es keine Reibung gibt, aber davon ausgeht, dass es eine gibt. Warum versuchen Sie nicht, die Antwort im Fall der Reibung auszuarbeiten, damit sich die Riemenscheibe dreht, ohne zu rutschen?
Danke, ich brauchte nur einen Gesundheitscheck von jemandem! Du bist dir nie sicher! Ja, ich habe es ausgearbeitet und es ist die gleiche Antwort ... Ich verstehe nicht einmal, warum jemand ein Problem dieser Art geben sollte, da das System in einer solchen Konfiguration ist, dass es tatsächlich schmerzlich trivial durch einfaches Hinzufügen beantwortet werden könnte die gewichte hoch...
Um es noch einmal zu wiederholen: Ohne Reibung kann sich die Riemenscheibe nicht drehen. Das Seil rutscht einfach in Richtung der schwereren Masse.
Raga Raga: Ja, die Spannung in der Feder, die die Rolle im reibungslosen Fall aufhängt, wäre doppelt so hoch wie die Spannung im Seil, aber das entspricht nicht der Summe der Gewichte, wie Ihr Kommentar suggeriert ... aber da Sie den richtigen Ausdruck dafür haben Im Fall der Reibung nehme ich an, dass es sich nur um ein Missverständnis meinerseits handelt
Du hast völlig recht, die Summe der Gewichte wäre nicht die doppelte Spannung in dem Seil, das die beiden Objekte aufhängt, sondern das, plus das Gewicht der Rolle, das ist mir nicht aufgefallen, das habe ich vergessen zu sagen!
Vielleicht wollte Ihre Quelle "kein Schlupf" statt "keine Reibung" sagen.
@GuillermoBCN Ja. Es ist sinnvoller zu sagen, dass es keinen Schlupf gibt und dass die Riemenscheibe keine Reibung hat.
Hallo! Ich habe mir erlaubt, die Größe Ihrer Bilder zu ändern , um die Lesbarkeit zu verbessern. Fühlen Sie sich frei, zurückzusetzen, wenn Sie möchten. Danke!
Das Problem sollte lauten: Saite rollt, ohne auf der Rolle zu rutschen; keine Reibung für die Riemenscheibe auf ihrer Achse.

Antworten (2)

Sie haben Recht, wenn die Riemenscheibe reibungsfrei ist, würde sich die Riemenscheibe nicht drehen. Höchstwahrscheinlich wollten die Autoren des Problems sagen: „Dies ist ein idealisiertes physikalisches Problem“ und haben nicht richtig darüber nachgedacht, welche Teile des Systems diese Angabe benötigen, oder sie haben einfach die falschen Wörter geschrieben oder sie während der Bearbeitung falsch vereinfacht.

Hier sind einige mögliche Ursachen für die Energiedissipation, die in dem System liegen könnten, das sie stattdessen hätten angeben sollen:

  • Der Drehpunkt der Riemenscheibe muss reibungsfrei sein.
  • Eine echte Schnur, die sich um eine echte Rolle wickelt, erfährt eine gewisse Reibung, da jeder Teil der Schnur gegen die Rolle drückt und sich später wieder abwickelt. Dies ist die gleiche Art von Phänomen wie der Rollwiderstand , jedoch mit unterschiedlicher Geometrie und Materialien.
  • Um es weiter zu spezifizieren (wenn Sie beispielsweise versuchen, ein reales Experiment mit vernachlässigbarem Fehler zu erstellen), möchten Sie angeben, dass sich die Objekte in einem Vakuum befinden und kein Magnetfeld vorhanden ist oder die Materialien nicht elektrisch leitend sind . Aber es ist im Allgemeinen vernünftig, diese Dinge nicht zu diskutieren, da es sich um „zusätzliche“ physikalische Phänomene handelt, die in einem typischen Physikunterricht noch nicht behandelt wurden.

Wenn Ihre Riemenscheibe Masse hat, müssen Sie die Rotationsträgheit davon berücksichtigen. Trägheit ist die Tendenz, sich einer Bewegung zu widersetzen. Ihr Seil hat nicht die gleiche Spannung. In Betracht ziehen T 1 Und T 2 Wo T 1 ist die Spannung auf der Seite M 1 Und T 2 ist die Spannung auf der Seite M 2 . Vorausgesetzt M 1 ist größer als M 2 , wir haben M 1 G − T 1 = M 1 A , T 2 − M 2 G = M 2 A , Und ( T 1 − T 2 ) R = ICH a . Da es nicht rutscht, A = a R . Wir können jetzt nach der Beschleunigung des Systems auflösen.

Reibung an einer Riemenscheibe vernachlässigen?
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