About Markus Orthaber

Physiker, Senior Lecturer in Mechanik und Betreiber von technischemechanik.com

Kreiseldynamik: Mühlstein

Herzlich Willkommen!

Heute wollen wir uns ein Beispiel aus dem Bereich Kreiseldynamik ansehen, und zwar folgende Mühle:

Die dargestellte Mühle wird mit der Winkelgeschwindigkeit Ω=const. angetrieben. Der Mühlstein habe seinen Schwerpunkt in S, seine Masse sei m und seine Massenträgheitsmomente I1 sowie I2=I3.

Ges.:
*die erforderliche Winkelgeschwindigkeit ω=const., sodass der Mühlstein im Punkt P mit der Geschwindigkeit -vp e2 gleitet.
*die Beschleunigung des Punktes P.
*die Winkelgeschwindigkeit des Mühlsteins im e_1-e_2-e_3 Koordinatensystem.
*die resultierende Einzelkraft und das resultierende Moment bei Reduktion in den Koordinatenursprung.

Die Angabe gibt es als Download inkl. Lösungen um das Beispiel vorab rechnen zu können.

Um diese Aufgabe zu lösen, bedienen wir uns einer Mischung aus Kinematik, Relativkinematik und natürlich Schwerpunkt- und Drehimpulssatz. Zuerst muss bestimmt werden wie groß für gegebenes vp die Winkelgeschwindigkeit ω wird. Dann können wir uns überlegen welche absolute Beschleunigung der Schwerpunkt des Mühlsteins S aufweist. Aus dieser absoluten Beschleunigung lässt sich dann der Schwerpunktsatz anschreiben und die Kräfte berechnen. Zum Schluss bestimmen wir noch den Drehimpuls für den Mühlstein und berechnen aus diesem die Momente. Wie das im Detail funktioniert erkläre ich im angehängten YouTube Video.

Wenn ihr Fragen habt schreibt bitte hier oder auf YouTube einen Kommentar. Ich werde eure Fragen schnellstmöglich beantworten.

Hat euch das Video gefallen? Dann lasst bitte ein Like auf YouTube da. Abonniert auch unbedingt den Kanal um kein Video zu verpassen. Ihr helft mir damit enorm. Vielen Dank!

Bis nächste Woche mit einem weiteren Beispiel,
Markus

Relativkinetik: Masse auf rotierendem Winkelhebel

Herzlich Willkommen!

Heute wollen wir uns ein Beispiel aus der Relativkinetik ansehen. Die Angabe dazu lautet folgendermaßen:

Im betrachteten Augenblick wird eine Punktmasse m durch ein Seil mit der Geschwindigkeit v=const. gegen den gegebenen Winkelhebel bewegt. Der Winkelhebel seinerseits dreht sich mit ω=const. um die Achse durch 0.

Geg.:
l, s, v=const., ω=const., m

Ges.:
*Absolutbeschleunigung der Masse m dargestellt im mitrotierenden e_1, e_2, e_3-Koordinatensystem mit Hilfe der Kinematik der Relativbewegung.
*Kräfte auf die Masse m von Seil und Stange bei reibungsfreier Führung.

Um diese Aufgabe lösen zu können, müssen wir die Kinematik der Relativbewegung nutzen. In einem ersten Schritt bestimmen wir die absolute Beschleunigung der Masse. Anschließend wenden wir den Schwerpunktsatz an um die Kräfte auf die Masse zu berechnen. Wie das genau geht, erkläre ich ausführlich im aktuellen YouTube Video.

Wenn ihr Fragen habt schreibt bitte hier oder auf YouTube einen Kommentar. Ich werde eure Fragen schnellstmöglich beantworten.

Hat euch das Video gefallen? Dann lasst bitte ein Like auf YouTube da. Abonniert auch unbedingt den Kanal um kein Video zu verpassen. Ihr helft mir damit enorm. Vielen Dank!

Bis bald mit dem nächsten Beispiel,
Markus

YouTube Rebranding

Herzlich Willkommen zurück!

In den letzten Wochen habe ich mich mit Änderungen an meinem YouTube Kanal zur Technischen Mechanik beschäftigt. Es gab ein Rebranding und es wird vorerst zwei neue Videos pro Woche geben.

Dabei sind die bisher vernachlässigten Themen der höheren Mechanik, vor allem Dynamik, wie Relativkinetik, Stoßvorgänge, Lagrange-Mechanik, d’Alembert und Kreiselprobleme vorrangig an der Reihe.

Andererseits werden aber auch die alten Videos zur Statik und Festigkeitslehre sukzessive modernisiert und neu umgesetzt. Dies alles in Zukunft inklusive mehrsprachiger Untertitel. Auch begleitende Blog-Posts zu den Aufgaben sind geplant.

Wie ich mir das alles vorstelle und warum auch du den Kanal unbedingt abonnieren solltest siehst du hier:

Lass mir bitte gerne ein Feedback oder eine Frage hier. Ich werde alle Fragen beantworten.

Vielen Dank und bis Bald,
Markus

Screencasts zur technischen Mechanik

Seit mehreren Jahren beschäftige ich mich nun mit Blended Learning und Flipped Classroom Szenarien im technischen Hochschulbereich, genauer gesagt in der technischen Mechanik. Dabei ist unter anderem auch eine ganze Reihe an Screencasts zu konkreten Übungsbeispielen entstanden. Hier eine kurze Vorstellung und Einführung zur Idee:

Sämtliche Screencasts waren bislang exklusiv für die Studierenden meiner Übungsgruppen verfügbar und zur Nachschau der Präsenztermine gedacht. Nachdem aber die Rückmeldungen der Studierenden nun über mehrere Jahre hinweg sehr positiv ausgefallen sind, habe ich mich dazu entschlossen die Screencasts sukzessive öffentlich zu machen. Es handelt sich dabei um die Themengebiete Statik, Festigkeitslehre und Dynamik. Beinahe alle Screencasts sind Live im Hörsaal entstanden und entsprechend nachträglich bearbeitet worden (vor allem Studierendenstimmen herausgeschnitten), daher können sie sich natürlich nicht mit durchdachten Produktionen messen, sondern stellen vielmehr den gedanklichen Prozess zur Lösung der konkreten Beispiele in den Vordergrund. Hinzugefügt wurden lediglich die einführenden und erklärenden Worte zu Beginn jedes Videos um die Aufgabenstellungen auch für außenstehende Verständlich zu machen. Die Studierenden kannten diese Beispiele nämlich bereits vorab und daher war während der Präsenzphase nur wenig Erklärung zur Aufgabenstellung nötig.

Nachdem es sich um insgesamt beinahe 200 Screencasts handelt, habe ich beschlossen immer jeweils Montags, Mittwochs und Freitags eine neue Aufgabe bereitzustellen um auch eine gewisse Kontinuität in die Veröffentlichungen zu bringen. Die erste Playlist mit den Aufgaben zur Statik findet sich hier:

Meine Hoffnung ist, wie schon im Intro Video erwähnt, dass sich vielleicht ein größeres Publikum für die Schönheit der Mechanik begeistern lässt und das auch außenstehende Studierende oder einfach nur Interessierte mit dem Videomaterial arbeiten und davon profitieren können. Sollten Unklarheiten auftreten oder Fehler auftauchen die bislang übersehen wurden so bitte ich um entsprechende Mitteilung entweder über die YouTube Kommentarfunktion oder direkt an mich um die Inhalte auch stetig verbessern zu können.

Vielen Dank schon jetzt für das Interesse und die Mithilfe und hoffentlich bis bald,
Markus Orthaber