Lösung für Aufgabe 16.2.15 aus der Sammlung von Kepe O.E.

Auf ein Rad mit einem Gewicht von 20 kg wirkt eine horizontale Kraft Q = 120 N mit einem Reibungskoeffizienten Ftr = 40 N. Der Radius des Rades beträgt R = 0,3 m und das Trägheitsmoment ICz = 0,9 kg · m2. Es ist notwendig, den Modul der Winkelbeschleunigung e des Rades zu ermitteln.

Um das Problem zu lösen, verwenden wir die Formel, die das Kraftmoment und die Winkelbeschleunigung verbindet:

M = ICz • е,

Dabei ist M das Kraftmoment, ICz das Trägheitsmoment des Rades und e die Winkelbeschleunigung.

Lassen Sie uns zunächst das auf das Rad wirkende Kraftmoment ermitteln. Dazu verwenden wir die Formel:

Ftr = μ · N,

Dabei ist μ der Reibungskoeffizient und N die auf das Rad wirkende Normalkraft. Da sich das Rad im Gleichgewicht befindet, gilt N = m · g, wobei m die Masse des Rades und g die Erdbeschleunigung ist.

Dann ist Ftr = μ·m·g = 40 N.

Kraft Q erzeugt ein Kraftmoment M = Q · R, dann:

M = 120 N • 0,3 m = 36 N • m.

Jetzt können wir die Winkelbeschleunigung e mithilfe der ersten Gleichung ermitteln:

f = M / ICz = 36 N • m / 0,9 kg • m2 = 40 rad / s2.

Somit beträgt der Winkelbeschleunigungsmodul des E-Rads 40 rad/s2, was ungefähr 13,3 entspricht.

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Unser digitales Produkt ist eine detaillierte Lösung zu Problem 16.2.15 aus der Sammlung von Kepe O.?. in der Physik. Das Problem betrachtet ein Rad mit einer Masse von 20 kg, das unter der Wirkung einer horizontalen Kraft Q = 120 N und einem Reibungskoeffizienten Ftr = 40 N steht. Der Radius des Rades beträgt R = 0,3 m und das Trägheitsmoment ICz = 0,9 kg • m2. Es ist notwendig, den Modul der Winkelbeschleunigung e des Rades zu ermitteln.

Um das Problem zu lösen, verwenden wir die Formel, die das Kraftmoment und die Winkelbeschleunigung verbindet: M = ICz • e, wobei M das Kraftmoment, ICz das Trägheitsmoment des Rades und e die Winkelbeschleunigung ist. Zuerst ermitteln wir das auf das Rad wirkende Kraftmoment mithilfe der Formel Ftr = μ · N, wobei μ der Reibungskoeffizient und N die auf das Rad wirkende Normalkraft ist. Da sich das Rad im Gleichgewicht befindet, gilt N = m · g, wobei m die Masse des Rades und g die Erdbeschleunigung ist. Dann ist Ftr = μ·m·g = 40 N.

Die Kraft Q erzeugt ein Kraftmoment M = Q · R, dann ist M = 120 N · 0,3 m = 36 N · m. Jetzt können wir die Winkelbeschleunigung e mithilfe der ersten Gleichung ermitteln: e = M / ICz = 36 N · m / 0,9 kg • m2 = 40 rad / s2. Somit beträgt der Winkelbeschleunigungsmodul des E-Rads 40 rad/s2, was ungefähr 13,3 entspricht.

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Unser digitales Produkt ist die Lösung zu Problem 16.2.15 aus der Sammlung von Kepe O.?. in der Physik. Bei diesem Problem muss der Modul der Winkelbeschleunigung e des Rades ermittelt werden, wenn auf das Rad eine horizontale Kraft Q = 120 N mit einem Reibungskoeffizienten Ftr = 40 N einwirkt und der Radradius R = 0,3 m beträgt Angegeben sind Trägheitsmoment ICz = 0,9 kg. m2.

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Zunächst ermitteln wir das auf das Rad wirkende Kraftmoment mithilfe der Formel Ftr = μ · N, wobei μ der Reibungskoeffizient und N die auf das Rad wirkende Normalkraft ist. Da sich das Rad im Gleichgewicht befindet, gilt N = m · g, wobei m die Masse des Rades und g die Erdbeschleunigung ist. Dann ermitteln wir die Winkelbeschleunigung e mithilfe der Formel, die das Kraftmoment und die Winkelbeschleunigung in Beziehung setzt: M = ICz • e, wobei M das Kraftmoment und ICz das Trägheitsmoment des Rades ist.

Insgesamt beträgt das Modul der Winkelbeschleunigung des E-Rads 40 rad/s2, was ungefähr 13,3 entspricht. Unser digitales Produkt hilft Ihnen, dieses Problem schnell und einfach zu lösen und sich auf Physikprüfungen vorzubereiten.

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Lösung zu Aufgabe 16.2.15 aus der Sammlung von Kepe O.?. besteht darin, den Modul der Winkelbeschleunigung des Rades bei Einwirkung einer horizontalen Kraft zu bestimmen und die Reibungskraft zu berücksichtigen. Dazu müssen Sie die Formel des zweiten Newtonschen Gesetzes für die Rotationsbewegung verwenden:

Q - Ftr = ICz * ist,

Dabei ist Q die ausgeübte horizontale Kraft, Ftr die Reibungskraft, ICz das Trägheitsmoment des Rades relativ zu seiner Drehachse, R der Radius des Rades und e die Winkelbeschleunigung.

Wenn wir e aus dieser Formel ausdrücken, erhalten wir:

ist = (Q – Ftr) / ICz,

Ersetzen wir die Werte von Q, Ftr, ICz und R, erhalten wir:

e = (120 N - 40 N) / 0,9 kg m² = 80 N·m / 0,9 kg m² = 88,89 rad/s².

Der Modul der Winkelbeschleunigung des Rades ist gleich dem Absolutwert von e, d. h. e = |88,89 rad/s²| = 88,89 rad/s².

Antwort: Der Winkelbeschleunigungsmodul des Rades beträgt 88,89 rad/s², gerundet auf 13,3 (auf eine Dezimalstelle).

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