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Aufgabenstellung:

Abbildung

Die beiden homogenen dünnen Stäbe und (Länge , Masse sind im Punkt B gelenkig miteinander verbunden. Stab wird im Punkt durch ein Festlager und Stab im Punkt durch ein Loslager gehalten.

  1. Bestimmen Sie die Winkelbeschleunigung in Abhängigkeit von und .
  2. Bestimmen Sie die Koordinaten des Momentanpols des Stabs in Abhängigkeit vom Winkel (Rastpolbahn).

Lösungsweg:

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a) Winkelbeschleunigung

Abbildung

Die Aufgabe kann mit dem Energieerhaltungssatz gelöst werden.

  • Zustand : Winkel , System ist in Ruhe
  • Zustand : Winkel

Nullniveau für die Lageenergie:

Energien:

Energieerhaltungssatz:

Massenträgheitsmomente:

Kinematik:

Einsetzen in den Energieerhaltungssatz ergibt:

Bestimmen von über den Ansatz :

b) Rastpolbahn

Abbildung

Lösung: