Scheibe Beschleunigen

Wissenschaft Physik
#1

Hallo

  1. Angenommen ich habe eine Scheibe 80cm Durchmesser und 100kg schwer, die Scheibe möchte ich mit Hilfe einen Elektromotor innerhalb von 5 Sekunden auf eine Umfangs Geschwindigkeit von 200m/s beschleunigen.

  2. Wie ist das, wenn die Scheibe gleich schwer ist aber mit einem Durchmesser nur noch 40 cm , zwischen den Motor und die Scheibe wird eine Getriebe mit einem 1:2 Übersetzung zugeschaltet sein, damit wird erreicht bei gleichen Motor Drehzahl gleiche Umfangs Geschwindigkeit.
    Brauche ich für beide Versionen gleichen Motor und wie stark muss der Motor sein?

#2

Hallo,

  1. Angenommen ich habe eine Scheibe 80cm Durchmesser und 100kg
    schwer, die Scheibe möchte ich mit Hilfe einen Elektromotor
    innerhalb von 5 Sekunden auf eine Umfangs Geschwindigkeit von
    200m/s beschleunigen.

wir gehen mal davon aus, daß das Gewicht der Scheibe(n) über deren
„Fläche“ gleichmäßig verteilt ist.

  1. Wie ist das, wenn die Scheibe gleich schwer ist aber mit
    einem Durchmesser nur noch 40 cm , zwischen den Motor und die
    Scheibe wird eine Getriebe mit einem 1:2 Übersetzung
    zugeschaltet sein, damit wird erreicht bei gleichen Motor
    Drehzahl gleiche Umfangs Geschwindigkeit.

Also - Drehzahl verdoppeln und Umfangs-Geschwindigkeit beibehalten.
Diese soll in der gleichen Zeit (5s)erreicht werden - oder ?
Da Du die Masse nicht veränderst, die Beschleunigung auch nicht,
dürfte sich auch die benötigte (Kraft-)Leistung nicht verändern.

Gruß VIKTOR

#3

Hallo,

  1. Wie ist das, wenn die Scheibe gleich schwer ist aber mit
    einem Durchmesser nur noch 40 cm , zwischen den Motor und die
    Scheibe wird eine Getriebe mit einem 1:2 Übersetzung
    zugeschaltet sein, damit wird erreicht bei gleichen Motor
    Drehzahl gleiche Umfangs Geschwindigkeit.

Bei gleichem Motor wird sich die Beschleunigungszeit u.U. vergrößern, da die rotierenden Teile des Getriebes zusätzlich beschleunigt werden müssen. Ob sich das reduzierte Trägheitsmoment der kleinen Scheibe (1/4 von der großen Scheibe) gegen das Getriebe aufhebt, kann man nicht sagen.
Man brauchte die MTM des Motors selbst und des Getriebes (z. B. bezogen auf die Eingangsdrehzahl).

Gruß:
Manni

#4

was ist das
Hallo,
ist das eine Schul-PhysikAufgabe?
Dann bitte Klassenstufe und SchulArt dazuschreiben und die AufgabenStellung original wiedergeben!
Oder sollte man für die Berechnung „stärke“ des Motors so nebensächliche Aspekte wie
-Gleichstrom- oder WechselstromMotor
-Kennlinie
-wirkungsgrad ( von Motor und Getriebe und Lagerung )
-ÜberLastToleranz
-BetriebsSicherheit / Brandgefahr / Zulässigkeit
…
berücksichtigen?
Freundliche Grüße
Thomas

#5

Hallo

Wie Manni schon erwähnt hat ist das Trägheitsmoment entscheidend für die Beschleunigung.
Setzt man ein ideales Getriebe (sowie konstante Massenverteilung) vorraus so muss man kleinere Scheibe nur mit dem halben Moment der größeren Scheibe beschleunigen.
Das Trägheitsmoment ist zwar nur ein viertel, aber das zwischengeschaltene Getriebe verdoppelt den benötigten Moment.

Gruß
Florian