Physik Forum

Viel Spaß im Physik Forum von Physik-Lab.de. Es werden keine kompletten Hausaufgaben gelöst. Bitte auf Rechtschreibung und aussagekräftige Überschriften achten.
Aktuelle Zeit: Di Okt 24, 2017 9:37 am

Alle Zeiten sind UTC + 1 Stunde [ Sommerzeit ]




Ein neues Thema erstellen Auf das Thema antworten  [ 12 Beiträge ] 
Autor Nachricht
BeitragVerfasst: Sa Aug 19, 2017 3:55 pm 
Offline

Registriert: Sa Aug 19, 2017 3:44 pm
Beiträge: 6
Hallo zusammen,
ich stehe gerade ganz gehörig auf dem Schlauch und wollte mir hier mal kompetente Hilfe suchen.
Mein Problem ist Folgendes:

Zwei senkrecht zueinander stehende Flächen, wobei die vertikale Fläche auf eine horizontale Fläche trifft. Die horizontale Fläche stellt einen Festkörper mit elastischem Materialverhalten dar.
Beim Aufprall der vertikal orientierten Fläche wird eine Kraftspitze "A" gemessen.
Im zweiten Versuch wird die vertikale Fläche verschoben, so dass der Schwerpunkt, projiziert auf die horizontale Fläche, außerhalb liegt. Beim Aufprall beider Flächen kann eine Kraftspitze "B" gemessen werden.

Meine Frage: Sind beide Reaktionskräfte gleich groß oder reduziert sich die Kraft die beim Aufprall hervorgerufen wird durch das Versetzen der vertikalen Fläche?

Ich muss mich im Vorfeld für diese vermutlich sehr banale Frage entschuldigen, jedoch würde mir eine Antwort wirklich helfen.

Vielen Dank ! :mrgreen:


Nach oben
 Profil  
 
BeitragVerfasst: So Aug 20, 2017 9:04 am 
Offline
Site Admin

Registriert: Di Mär 13, 2007 7:25 pm
Beiträge: 3392
Wohnort: München
Badger hat geschrieben:
Im zweiten Versuch wird die vertikale Fläche verschoben, so dass der Schwerpunkt, projiziert auf die horizontale Fläche, außerhalb liegt. Beim Aufprall beider Flächen kann eine Kraftspitze "B" gemessen werden.
Damit hast die Frage schon weitgehend beantwortet, Badger, denn daraus könnte man interpretieren, dass die beschleunigende Kraft nicht in der zu beschleunigenden Fläche liegt und somit nur mit ihrem Cosinus wirkt.
Eine Skizze würde das verständlich zeigen - sofern Dein Text so gemeint sein sollte.

_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ


Nach oben
 Profil  
 
BeitragVerfasst: So Aug 20, 2017 9:55 am 
Offline

Registriert: Sa Aug 19, 2017 3:44 pm
Beiträge: 6
Guten Morgen isi1,
vielen Dank für die Antwort. Ich bin schonmal beruhigt das es so ist wie ich es mir gedacht hatte.

Anbei nochmal eine Skizze.
Bild

Wenn es nicht zu viele Umstände macht wäre ich über einen Verweis oder eine Skizze sehr dankbar.

Viele Grüße und einen schönen Sonntag


Nach oben
 Profil  
 
BeitragVerfasst: So Aug 20, 2017 11:07 am 
Offline
Site Admin

Registriert: Di Mär 13, 2007 7:25 pm
Beiträge: 3392
Wohnort: München
Rechnen kann man das mit diesen Angaben noch nicht, Badger, denn es fehlen Angaben über:
Flächengewicht, Elastizitär beider Platten, Lagerung (z.B. könnte die untere Platte auf einem Granitwürfel ruhen oder an Federn hängen), Erdbeschleunigung oder konstante Geschwindigkeit usw.

Wenn z.B. das Fächengewicht, Abmessungen, Elastizitätsmodul und die Anfangsgeschwindigkeiten (im leeren Weltraum) beider Platten gegeben sind , dann hast Du einen berechenbaren elastischen Stoß, wobei im Fall "B" die beiden Platten nach dem Stoß auch rotieren werden.

_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ


Nach oben
 Profil  
 
BeitragVerfasst: So Aug 20, 2017 11:40 am 
Offline

Registriert: Sa Aug 19, 2017 3:44 pm
Beiträge: 6
Also die Untere Fläche ist ein Starrkörper. Sie wird für die Überlegung als allseitig fest eingespannt betrachtet.

Ziel meiner Überlegungen ist es die die Kraftantwort die aus einem FEM Versuch resultiert auf Plausibilität zu überprüfen. Im Detail geht es um Faktoren im Kontextmenü der Kontaktmodellierung die einen Einfluss auf das Kontaktverhalten haben. Hierbei ist mir aufgefallen das ein großer Unterschied darin liegt das der eine Faktor die Kraftspitze von Szenario A und B identisch ausgibt wohingegen ein zweiter die Kraftspitze als geringer ausgibt.

Was mir jetzt gerade noch so ein bisschen Fehlt ist die grundsätzliche Überlegung wie der Kraftstoß auf die Fläche wirkt. Da du den Cosinus schon erwähnt hast gehe ich davon aus das die Reaktionskraft orientiert ist (Zum Schwerpunkt der vertikalen Fläche?). Eine Skizze zu dem besagten Cosinus-Anteil würde mir den Tag retten. Die Rechnung zum Kraftstoß müsste dann kein großes Hindernis mehr sein.

Zur Vollständigkeit:
Geschwindigkeit der auftreffenden Fläche: 1,2 m/s
Kantenlänge: 9x9 mm
Materialstärke: 0,1 mm
Dichte: 7,8 g/cm³
E: 210000 MPa
Erdbeschleunigung wird nicht betrachtet.


Nach oben
 Profil  
 
BeitragVerfasst: So Aug 20, 2017 11:58 am 
Offline
Site Admin

Registriert: Di Mär 13, 2007 7:25 pm
Beiträge: 3392
Wohnort: München
Badger hat geschrieben:
Geschwindigkeit der auftreffenden Fläche: 1,2 m/s
Kantenlänge: 9x9 mm
Materialstärke: 0,1 mm
Bei Konfettis wird wohl überwiegend der Luftwiderstand wirken.

_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ


Nach oben
 Profil  
 
BeitragVerfasst: So Aug 20, 2017 12:20 pm 
Offline

Registriert: Sa Aug 19, 2017 3:44 pm
Beiträge: 6
Größe der Flächen wurde für die Gültigkeit der Elementformulierung und der Materialkarten genutzt.
Um die Rechenzeit zu reduzieren ist das Ganze minimal gehalten. Es wird kein Luftwiederstand betrachtet und es geht wirklich ausschließlich um die Aufprall beider Elemente.

Es könnte auch 9x9 cm groß sein und 1 mm Materialstärke haben. Durch die Skalierung müsste doch trotzdem die Abnahme der Kraftspitze bei Verschiebung des vertikalen Elements erhalten bleiben oder?


Nach oben
 Profil  
 
BeitragVerfasst: So Aug 20, 2017 12:42 pm 
Offline
Site Admin

Registriert: Di Mär 13, 2007 7:25 pm
Beiträge: 3392
Wohnort: München
Badger hat geschrieben:
Es könnte auch 9x9 cm groß sein und 1 mm Materialstärke haben. Durch die Skalierung müsste doch trotzdem die Abnahme der Kraftspitze bei Verschiebung des vertikalen Elements erhalten bleiben oder?
Das sehe ich auch so, Badger.

_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ


Nach oben
 Profil  
 
BeitragVerfasst: So Aug 20, 2017 12:58 pm 
Offline

Registriert: Sa Aug 19, 2017 3:44 pm
Beiträge: 6
:D sehr gut.
Würdest du mir denn vielleicht kurz schildern wie ich den Cosinus-Anteil der Reaktionskraft zu verstehen habe?
Es wäre sehr hilfreich für mich das komplett zu verstehen. :wink:

Entschuldige die Umstände


Nach oben
 Profil  
 
BeitragVerfasst: So Aug 20, 2017 3:18 pm 
Offline
Site Admin

Registriert: Di Mär 13, 2007 7:25 pm
Beiträge: 3392
Wohnort: München
Badger hat geschrieben:
Würdest du mir denn vielleicht kurz schildern wie ich den Cosinus-Anteil der Reaktionskraft zu verstehen habe?
Diese meine Vermutung bezog sich auf ein Modell, in dem die Platten (in meiner Vorstellung) anders angeordnet waren.

_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ


Nach oben
 Profil  
 
BeitragVerfasst: So Aug 20, 2017 4:08 pm 
Offline

Registriert: Sa Aug 19, 2017 3:44 pm
Beiträge: 6
Demnach ist die Reaktionskraft für A und B gleich?


Nach oben
 Profil  
 
BeitragVerfasst: So Aug 20, 2017 5:15 pm 
Offline
Site Admin

Registriert: Di Mär 13, 2007 7:25 pm
Beiträge: 3392
Wohnort: München
Badger hat geschrieben:
Demnach ist die Reaktionskraft für A und B gleich?
Das glaube ich nicht, denn die Kante in B ist elastischer als der gerade Stoß in A und entwickelt dadurch weniger Gegenkraft (F*t = Impuls); zudem wird bei B ein Teil in den Drehimpuls der beiden Platten gesteckt.

_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ


Nach oben
 Profil  
 
Beiträge der letzten Zeit anzeigen:  Sortiere nach  
Ein neues Thema erstellen Auf das Thema antworten  [ 12 Beiträge ] 

Alle Zeiten sind UTC + 1 Stunde [ Sommerzeit ]


Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: 0 Mitglieder und 1 Gast


Du darfst keine neuen Themen in diesem Forum erstellen.
Du darfst keine Antworten zu Themen in diesem Forum erstellen.
Du darfst deine Beiträge in diesem Forum nicht ändern.
Du darfst deine Beiträge in diesem Forum nicht löschen.

Suche nach:


Physik Blog