Physik: Geschwindigkeit einer (Panzer-)Kette?

  • Ich und einige meiner Kollegen stehen ein wenig vor einem Rätsel: An welchen Stellen treten welche Geschwindigkeiten/Beschleunigungen der Glieder einer Kette (z.B. an einem Panzer) auf? Es geht also um dieses (ASCII- ;) )System:


    ___________
    /o.............o\
    \o________o/ [durchgezogene, gerade Striche sind die Kette, Punkte nur Füllzeichen]



    Wir haben es in 2 Bezugssystemen (=Koordinatensystem) versucht:

    • Mit v0=v1=Geschwindigkeit des Fahrzeugs als Ursprung (also relative Geschwindigkeit der Kettenglieder zu v1 des Fahrzeugs)
    • Mit v0=0="Erde", also stehendem Koordinatensystem, d.h. für einen Betrachter, der von außen zuschaut.

    Fall 1. ist soweit geklärt: Die auf dem Boden befindlichen Kettenglieder haben die Geschwindigkeit -v1 (als Vektor), die Glieder "in der Luft" bewegen sich mit v1 relativ zum Fahrzeug (das ja bereits v1 "hat") vorwärts. Damit findet bei bei der Bewegung der Glieder um die jeweiligen Räder keine Änderung des Geschwindigkeitbetrags, sondern nur der Richtung des Geschwindigkeitsvektors statt.


    ______________----> v1
    /o..................o\
    \o___________o/ |v1|=const.
    ........ -v1 <----

    Fall 2. bereitet uns mehr Kopfzerbrechen: Ist die Geschwindigkeit der Kette auf dem Boden wirklich v=0? Und die oben "in der Luft" v=2*v1? Und wie (also nach welcher Proportionalität) wird das Kettenglied für den externen Betrachter beim Ablösen vom Boden beschleunigt bzw. welche Geschwindigkeiten und -vektoren ergeben sich für diesen Vorgang der Umlenkung der Kette am drehenden Rad? Hat jemand einen Tipp? Geht die Beschleunigung auf die Winkelgeschwindigkeit des Rades wirklich in einer infinitesimal kleinen Zeit vonstatten? Oder geht das allmählich? Und welcher Geschwindigkeit-Richtungsvektor ergibt sich für 1 Kettenglied während der Umlenkung (und da vor allem ganz am Anfang, wenn es den Boden gerade verlässt)? Viele Fragen. Wir Chemiker :rolleyes: kriegen's nicht hin - zumindest nicht vollständig. Tüftler, Grübler, Experimentalisten und Theoretiker rufe ich auf den Plan. ;)


    Gruß vom Schwob :)

    Wenn Du etwas gut kannst, ist es Zeit, etwas Neues zu lernen.

  • Also ich denke mal dass die ganze Sachen nicht so kompliziert ist.
    Man kann die Kette auch vereinfachen und als Kreisbahn sehen, denn die verlängerten Stücke am Boden und in der Luft tun nichts zur Sache(dort findet keine V-änderung statt).
    Also bei Kontakt zum Boden ist V(Kette)=0 sonst gäbe es Schlupf.
    Und in der Luft ist V(Kette)=2*V(Panzer) sonst würde die Kette sich verlängern bzw verkürzen.(das tut sie auch, aber das kann man vernachlässigen)
    Also findet bei jedem Umlauf eines Gliedes eine Beschleunigung auf die doppelte Fortbewegungsgeschwindigkeit und Verzögerung auf V=0 statt.
    Das selbe Spielchen passiert auch bei Autoreifen(d.h wenn ich auf der Autobahn mit 200km/h unterwegs bin, beschleunigt mein Reifen pro Umdrehung auf 400km/h und wieder zurück auf 0)






    Trialer:)

    Rentenretter

  • Das hört sich schon mal so an, als wäre unser Ansatz mit den Geschwindigkeiten der Kettenglieder "am Boden und in der Luft" richtig. Aber wie ist das während des Umlenkens an der Rolle?


    Beim Abrollen eines Kreises auf dem Boden (vgl. Reifen auf der Autobahn) beschreibt ja jeder Punkt auf dem Umfang des Kreises für externe Beobachter eine Sinus-Form im Raum, oder? Damit wäre aber nur der Ort eines Teilchens für die Augen des Beobachters beschrieben, nicht die Geschwindigkeit/Beschleunigung und nicht deren Vektor. In welche Richtung erfährt denn nun ein Kettenglied eine Beschleunigung direkt beim Ablösen vom Untergrund? Zuerst nach vorne mit v1 oder zuerst senkrecht (dazu) nach oben? Oder beides gleichzeitig (kombiniert durch Vektoraddition)? Ich versuche mich gerade in Gedanken auf die Kette zu "setzen" und mir vorzustellen, wohin es mich wann wie stark zieht. ;)


    Gruß vom Schwob :)
    (der gerne mal das Koordinatensystem wechseln würde ;) )

    Wenn Du etwas gut kannst, ist es Zeit, etwas Neues zu lernen.

  • Es setzen sofort beide Beschleunigungen ein. Die Richtung der Beschleunigung ist identisch mit der Tangent am Kreis.


    Mfg

  • Hab mal nen Panzer gesehen bei dem war ein kettenglied weiß angemalt.
    Ist abwechselnd am boden geklebt und anschließend oben mit doppelter geschwindigkeit nach vorn gesaust.


    panzerfahren macht spaß ;)

    !ND - E71

  • :confused:


    Dabei hat er es sogar in seiner Sig stehen - auch wenn ein ' fehlt...

    Ist das eine von den Kirchen, wo man so kleine Cracker kriegt? Ich habe Hunger!

  • Zitat

    Original geschrieben von BigBlue007
    :confused:


    Dabei hat er es sogar in seiner Sig stehen - auch wenn ein ' fehlt...


    Hä?:confused:

    Walking on water and developing software from a specification are easy if both are frozen.
    – Edward V Berard

  • Aaahhh, die technische Mechanik, wie hab ich das Fach gehasst. :D
    Es kommt auf die Betrachtungsweise an, will man auf dem festen Boden stehen, addiert sich zu der Halbkreis-Bahn des gerade abhebenden Kettengliedes die Bewegung nach vorne hin.
    Die größte Beschleunigung erfährt das Kettenrad demnach, wenn es gerade eben vom Boden "abgerissen" wird da es von da aus aus dem Stillstand direkt in einer Kreisbahn, mit der Umfangsgeschwindigkeit des antreibenden Rades an der Stelle "gehoben" wird.
    Das als Beschleunigung auszudrücken ist aber etwas komplizierter, da man die Zeit dazu berücksichtigen muß, ich krieg es zu so später Stunde auch nicht mehr hin ;)

    c ya

Jetzt mitmachen!

Sie haben noch kein Benutzerkonto auf unserer Seite? Registrieren Sie sich kostenlos und nehmen Sie an unserer Community teil!