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Aufgabenstellung:

Das abgebildete Rad wird durch eine Bremse abgebremst, die aus dem im Punkt gelenkig gelagerten Winkelhebel besteht. Der Reibungskoeffizient zwischen Rad und Bremse ist Das Rad dreht sich im Gegenuhrzeigersinn.

  1. Ermitteln Sie die am Rad angreifende Bremskraft in Abhängigkeit von der am Hebel angreifenden Kraft den Abmessungen und sowie dem Reibungskoeffizienten
  2. Für welches Verhältnis blockiert die Bremse?

Abbildung

 

Lösungsweg:

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a) Bremskraft

Momentengleichgewicht an Freigeschnittenen am Bremshebel:

Abbildung

Reibungsgesetz:

Einsetzen des Reibungsgesetzes in das Momentengleichgewicht ergibt:

Auflösen nach ergibt:

Die am Rad angreifende Bremskraft ist gleich der Reibkraft:

b) Blockieren

Für wird die Bremskraft unendlich groß. Die Bremse blockiert. Damit die Bremse ohne Blockieren funktioniert, muss daher gelten:

Lösung: