14.2
Stellen Sie sich ein masseloses Flaschenzugsystem vor, das aus einer Holzkiste und einem Zylinder mit bekannten Massen besteht. Bestimmen Sie die Geschwindigkeit der angehängten Objekte zu einem bestimmten Zeitpunkt, nachdem das System aus dem Ruhezustand freigegeben wurde.
Legen Sie für die Analyse ein geeignetes Koordinatensystem fest, um die Länge des gesamten Seils zu bestimmen. Die Zeitableitung dieser Längengleichung ergibt die Geschwindigkeitsgleichung
.Zeichne ein Freikörperdiagramm für den Zylinder, in dem du sein Gewicht und die Spannung im Seil angibst. Wenden Sie das Prinzip des linearen Impulses und des Impulses auf den Zylinder an.
Hier ist der Anfangsimpuls Null, während der Impuls auf das Gewicht des Zylinders und die Spannung auf das Seil zurückzuführen ist.
Zeichnen Sie auf ähnliche Weise ein Freikörperdiagramm für die Holzkiste, in dem Sie alle Kräfte angeben, die auf sie wirken. Wenden Sie das Prinzip von Impuls und Impuls an und ersetzen Sie die bekannten Werte, um die Gleichung zu vereinfachen.
Löse nun die drei Gleichungen gleichzeitig, um die unbekannten Geschwindigkeiten zu erhalten.
Geht man davon aus, dass die Abwärtsgeschwindigkeit positiv ist, deutet die negative Geschwindigkeit der Holzkiste auf eine Aufwärtsbewegung der Kiste hin.
Stellen Sie sich eine Holzkiste und einen Zylinder mit den bekannten Massen m_1 bzw. m_2 vor, die mit Hilfe eines masselosen Flaschenzugsystems von de…
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