Rollen ohne Reibung?

Wissenschaft Physik
#1

Hallo,

mal angenommen, es gäbe keinerlei Reibung, also keine Roll-, Haft- und Gleitreibung. Würde dann ein Rad eine geneigte Ebene runterrollen oder einfach nur rutschen?
Auf den ersten Blick würde ich ja sagen, dass es nur rutscht und gar nicht rollt. Allerdings zieht ja die Gewichtskraft am Massenmittelpunkt nach unten und am Auflagepunkt gibt es die Gegenkraft der Unterlage schräg nach oben. Beide Kräfte zusammen ergeben doch aber dann ein Kräftepaar und somit ein Drehmoment, so dass das Rad dann doch rollen müsste.
Was ist nun richtig?

Olaf

#2

mal angenommen, es gäbe keinerlei Reibung, also keine Roll-,
Haft- und Gleitreibung. Würde dann ein Rad eine geneigte Ebene
runterrollen oder einfach nur rutschen?

Es würde rutschen.

Allerdings zieht ja die Gewichtskraft am
Massenmittelpunkt nach unten und am Auflagepunkt gibt es die
Gegenkraft der Unterlage schräg nach oben. Beide Kräfte
zusammen ergeben doch aber dann ein Kräftepaar und somit ein
Drehmoment, so dass das Rad dann doch rollen müsste.

Darüber solltest Du nochmal gründlich nachdenken - insbesondere darüber, woher die tangentiale Kraft kommen soll, ohne die es ja kein Drehmoment gäbe.

#3

Auf den ersten Blick würde ich ja sagen, dass es nur rutscht
und gar nicht rollt. Allerdings zieht ja die Gewichtskraft am
Massenmittelpunkt nach unten und am Auflagepunkt gibt es die
Gegenkraft der Unterlage schräg nach oben. Beide Kräfte
zusammen ergeben doch aber dann ein Kräftepaar und somit ein
Drehmoment, so dass das Rad dann doch rollen müsste.

das drehmoment entsteht nur, wenn eine kraft NICHT SENKRECHT zum massemittelpunkt deines rundes koerpers steht und der reibwert > 0 ist.

wenn du deinen reibwert 0 setzt, bewirkt deine normalkraft keine reibung, denn Fn * 0 = 0.

mfg:smile:
rene

#4

runterrollen oder einfach nur rutschen?

Hierzu noch eine Frage:
Eine Holzkugel rollt eine schiefe Ebene schneller hinunter als eine Hohlkugel aus Eisen mir gleichem Gewicht und gleichem Durchmesser. Warum?
Gruß, Hypatia

#5

Am schnellsten wäre z.B. ein Modellauto (mit kleinen Rädern und ohne Reibung).

Je ‚mehr‘ das Objekt gezwungen wird, sich zu drehen, desto wenig weniger Geschwindigkeit hat es dann, wenn es unten ankommt; dafür dreht es sich dann halt unten ordentlich.

Und ein dünner massiver Stab hat eben ein wesentlich geringeres Trägheitsmoment als z.B. eine Blechdose mit gleichem Gewicht.

Und es kommt darauf an, auf welchem Radius das Objekt abrollt. Wieder Extremfall: Nimm die (ohnehin schon ‚träge‘) Blechdose und bastel einen Strohhalm durch die Mittelachse und leg dann den Strohhalm auf die schiefe Ebene auf. Brauchst dann halt Schienen oder so, damit die Dose selbst den Untergrund nicht berührt. Wenn das Gebilde unten ankommt, dreht es sich zwar wie wild, ist aber extrem langsam.

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