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ThemaPhysik. Betrachtung: Drehleiter70 Beträge
RubrikSonstiges
 
AutorFabi8an 8R., Düsseldorf / NRW724384
Datum11.05.2012 19:0342835 x gelesen
Guten Abend zusammen,

ich sehe mich mit einer Problemstellung konfrontiert, die ich noch nicht so ganz durchschaut habe bzw. zu deren vollumfänglichen Verständnis mir noch ein bisschen der berühmte Groschen fehlt. Es geht hierbei um eine physikalische Betrachtung im Unterricht, nicht um Einsatzgrundsätze.

Folgende Fragestellung: Eine Drehleiter wird seitlich ausgefahren, dabei bleiben die Stützen zunächst eingefahren. Wird die Bewegung zu weit ausgeführt bis man sich (hypothetischer Weise) aus den Freistandsgrenzen heraus bewegt, so beginnt sich die DL irgendwann zu neigen und schlussendlich auch zu kippen. Handelt es sich hierbei um einen zwei- oder einseitigen Hebel, wo liegt der Drehpunkt?

Ist übrigens nicht für eine Hausarbeit, das Thema ist abgeschlossen nur beschäftigt mich diese Frage noch ein bisschen, da ich eben in diesem konkreten Fall noch nicht ganz durchblicke. :)

Ich würde mich freuen, wenn mir der ein oder andere auf die Sprünge helfen könnte.

Danke schon mal,

Fabian


Ich schreibe hier nur, ausschließlich und uneingeschränkt als PRIVATMANN.
Was ich hier schreibe, ist einzig und allein meine Meinung.
-
"Die Polizei lobte den Einsatz der Ersthelfer, die während die Streife den Unfall aufnahm, vorbildlich die Verkehrsregelung übernahmen." Aus der Berichterstattung zu einem VU in der Region Main-Rhön.

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AutorJürg8en 8M., Weinstadt / Baden-Württemberg724385
Datum11.05.2012 19:1137866 x gelesen
hallo,

Geschrieben von Fabian R.Handelt es sich hierbei um einen zwei- oder einseitigen Hebel, wo liegt der Drehpunkt?
zweiseitiger Hebel ( = Wippe )

der Drehpunkt dürfen die Räder auf der Seite wohin die Leiter ausgefahren wurde sein.

Kraftarm = ausgefahrener Leiterpark incl. Kob usw.

Lastarm = Fahrzeug

Drehpunkt = äusser Kante der Reifen


MkG Jürgen Mayer

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AutorJan 8K., Niederlungwitz / Sachsen724386
Datum11.05.2012 19:1336250 x gelesen
Moin!

Meinem simplen physikalischem Verständniss nach:
Drehpunkt ... Kontaktpunkt zwischen Fahrbahn und Rad zur Leiterspitze
Zweiseitiger Hebel

hoffe aber das HWK noch vorbeiguckt ;-) ... so zur Vertiefung

Gruß Jan


... immer nur meine Meinung die hier geschrieben ist!

... angemeldete User dürfen Schreibfehler behalten wenn sie welche finden, unangemeldete Leser dürfen mich gern darauf ansprechen! ;-)

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AutorMich8ael8 R.8, GL (Köln) / NRW724389
Datum11.05.2012 19:3536243 x gelesen
Geschrieben von Fabian R. Eine Drehleiter wird seitlich ausgefahren, dabei bleiben die Stützen zunächst eingefahren

genau das sollte eigentlich die Sicherheitseinrichtung verhindern.......


mit freundlichen Grüßen

Michael

Wer Schreibfehler findet darf sie behalten ,-)

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AutorFabi8an 8R., Düsseldorf / NRW724390
Datum11.05.2012 19:4636149 x gelesen
Hallo,

Geschrieben von Michael R.genau das sollte eigentlich die Sicherheitseinrichtung verhindern.......

die Aufgabe bietet sich doch gerade zu an, die Notwendigkeit von Sicherheitseinrichtungen zu zeigen.
Ich schrieb ja bereits, es ist ein physikalisches Beispiel aus dem Unterricht - aus dem >Physik


Ich schreibe hier nur, ausschließlich und uneingeschränkt als PRIVATMANN.
Was ich hier schreibe, ist einzig und allein meine Meinung.
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AutorAndr8eas8 B.8, Haan / Rhld / NRW724391
Datum11.05.2012 19:4736289 x gelesen
Nabend,

ich schließe mich den Vorschreibern insoweit an, das es ein zweiseitiger Hebel ist.

Für diese Betrachtung ist es m.E. irrelevant ob die Stützen eingefahren, ausgefahren oder wie weit ausgefahren sind.
Der Drehpunkt ist das Teil, welches sich zwischen Leiterspitze und der gegenüberliegenden Fahrzeugkante befindet und Bodenkontakt hat. Beim Kippen wird sich das ganze Fz um diesen Punkt bewegen.

Bei der Zuordnung von Kraftarm und Lastarm muss ich Jürgen widersprechen.
Kraftarm ist der Teil des Hebels, der sich zwischen unbelasteter Fahrzeugaußenkante und Drehpunkt befindet. Vergrößere ich diesen Abstand durch Ausfahren der Stützen (ich weiß, das war nicht Teil Deiner Betrachtung, macht es aber anschaulicher) kann ich mit der gleichen Kraft am nun längeren Kraftarm (Fahrzeuggewicht) den Lastarm verlängern durch Ausfahren des Leiterparks und erhalte trotzdem das Kräftegleichgewicht.
Also: Kraftarm=Fahrzeug, Lastarm=Leiterpark, Verhältnis des Hebels=Fahrzeugaußenkante (leiterabgewandt) bis Drehpunkt zu Leiterspitze bis Drehpunkt.


Mit kameradschaftlichen Grüßen
Andreas

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AutorJürg8en 8M., Weinstadt / Baden-Württemberg724392
Datum11.05.2012 19:5036193 x gelesen
hallo,

Geschrieben von Andreas B.Bei der Zuordnung von Kraftarm und Lastarm muss ich Jürgen widersprechen.

das ist eine Frage des Standpunkts ;-)

Wenn ich die Leiter kippen will ist der Kraftarm der Leiterpark

Wenn ich das Kippen verhindern will ist das Fahrzeug der Kraftarm ;-)

Eigentlich nur ne Frage der Definition.


MkG Jürgen Mayer

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AutorAndr8eas8 B.8, Haan / Rhld / NRW724394
Datum11.05.2012 20:0436127 x gelesen
Geschrieben von Jürgen M.
Geschrieben von mir:
"Bei der Zuordnung von Kraftarm und Lastarm muss ich Jürgen widersprechen."

das ist eine Frage des Standpunkts ;-)

Wenn ich die Leiter kippen will ist der Kraftarm der Leiterpark

Wenn ich das Kippen verhindern will ist das Fahrzeug der Kraftarm ;-)

Eigentlich nur ne Frage der Definition.

So gesehen muss ich Dir Recht geben (tue ich natürlich gern ;-))
Ich habe das mal von der praktischen Seite gesehen.


Mit kameradschaftlichen Grüßen
Andreas

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AutorUlri8ch 8C., Düsseldorf / NRW724396
Datum11.05.2012 20:2037848 x gelesen
Geschrieben von Jürgen M.
zweiseitiger Hebel ( = Wippe )

der Drehpunkt dürfen die Räder auf der Seite wohin die Leiter ausgefahren wurde sein.

Kraftarm = ausgefahrener Leiterpark incl. Kob usw.

Lastarm = Fahrzeug

Drehpunkt = äusser Kante der Reifen


Im Prinzip ja.... aber die DL (und andere ähnliche Geräte) sind etwas anders als eine Wippe konstruiert....

Wer findet heraus, was der Unterschied ist und was das für die techn. Mechanik an der Stelle bedeutet? ;-)


-----

mit privaten und kommunikativen Grüßen


Cimolino

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AutorJürg8en 8M., Weinstadt / Baden-Württemberg724399
Datum11.05.2012 20:2935998 x gelesen
hallo,

Geschrieben von Andreas B.So gesehen muss ich Dir Recht geben (tue ich natürlich gern ;-))

wir haben beide Recht ...


MkG Jürgen Mayer

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AutorFran8k E8., Viskafors / Västra Götaland724400
Datum11.05.2012 21:0535991 x gelesen
Geschrieben von Andreas B.bis Drehpunkt zu Leiterspitze bis Drehpunkt
Mal so ne Frage am Rande: Verlagern die Stützen den Drehpunkt nicht auch mehr zur Seite hin? Damit würde dann wieder der Kraftarm (gewollt) kürzer.
Den Drehpunkt würde ich bei ausgefahrenen Stützen nicht an den Rädern, sondern außen an den Stützen suchen. Oder liege ich falsch?


Mein aktuelles Lieblingszitat: "Der Brand im Kernreaktor blieb unentdeckt, da die Brandmeldeanlage nachts abgeschaltet war und es keinen Verantwortlichen für den Reaktor gab."

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AutorAndr8eas8 B.8, Haan / Rhld / NRW724401
Datum11.05.2012 21:1935947 x gelesen
Geschrieben von Frank E.Den Drehpunkt würde ich bei ausgefahrenen Stützen nicht an den Rädern, sondern außen an den Stützen suchen.
Sehe ich auch so.
Der Drehpunkt ist quasi das Teil was fest mit dem Fz verbunden ist, Bodenkontakt hat und der Leiterspitze am nächsten ist.
Das wird im Realbetrieb natürlich die Stütze sein.

Obwohl mich Ullis Beitrag, mit Verweis auf die besondere Konstruktion, etwas nachdenklich macht. Vielleicht hab ich noch irgendwas nicht bedacht.


Mit kameradschaftlichen Grüßen
Andreas

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AutorFlor8ian8 H.8, Münnerstadt / Bayern724402
Datum11.05.2012 21:2437191 x gelesen
Geschrieben von Ulrich C.m Prinzip ja.... aber die DL (und andere ähnliche Geräte) sind etwas anders als eine Wippe konstruiert.... Weil der Drehpunkt des Leiterparks nicht mittig auf dem Fahrgestell sitzt sondern durch das seitliche Schwenken über die Fahrzeugkante nach hinten hinaus verlagert wurd und somit der Hebelarm anders am Fahrzeug angreift?

MFG Flo


Wer aufhört besser zu werden, hört auf gut zu sein.

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AutorFran8k S8., Nossen / Sachsen724403
Datum11.05.2012 21:3036929 x gelesen
Zu Beginn neigt sich doch erstmal der Aufbau, über die Federung, auf der Hinterachse, bevor die Kraft ausreicht, den äußeren Radsatz so zu entlasten, daß es zu einer Kippbewegung über den inneren Radsatz kommt. Der Drehpunkt verlagert sich somit von der Fahrzeugmitte zur Außenkante des inneren Radsatzes.

MfG

Frank


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AutorFlor8ian8 H.8, Münnerstadt / Bayern724404
Datum11.05.2012 21:3836666 x gelesen
Naja die Federung der Hinterachse ist doch gesperrt oder nicht? Der Aufbau neigt sich nicht weil Leiterpark, Aufbau und Fahrgestell damit eine "Einheit" bilden (vereinfacht gesagt). Der Drehpunkt des gesamten Systems bleibt die belastete Stütze(nseite).
Aber es geht doch wenn ich UC richtig verstanden habe darum, dass es sich doch um einen einseitigen Hebel handelt. Oder?

MFG Flo


Wer aufhört besser zu werden, hört auf gut zu sein.

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AutorUlri8ch 8C., Düsseldorf / NRW724405
Datum11.05.2012 21:4436981 x gelesen
Geschrieben von Florian H.aja die Federung der Hinterachse ist doch gesperrt oder nicht? Der Aufbau neigt sich nicht weil Leiterpark, Aufbau und Fahrgestell damit eine "Einheit" bilden (vereinfacht gesagt). Der Drehpunkt des gesamten Systems bleibt die belastete Stütze(nseite).

für den Drehpunkt (bzw. die Drehachse) soweit korrekt...

Geschrieben von Florian H.Aber es geht doch wenn ich UC richtig verstanden habe darum, dass es sich doch um einen einseitigen Hebel handelt. Oder?


Nein...

Kleiner Tip:
Aufzeichnen einer (der Einfachheit halber im rechten Winkel zu den Stützen verschwenkten) ausgefahrenen DLK im Seitenschnitt bzw. Seitenansicht (also von vorn oder von hinten - oder von den Seiten, wenn es um die Leiterlage nach vorn oder hinten geht, da müssten wir aber die Drehachse ggf. neu definieren...)


-----

mit privaten und kommunikativen Grüßen


Cimolino

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AutorSeba8sti8an 8W., Linden / Hessen724406
Datum11.05.2012 21:5436417 x gelesen
Moin

Der Unterschied zwischen DLK und Wippe dürfte sein, dass der Drehpunkt bei letzterer auf der Achse der beiden Arme liegt, bei der DLK (im angenommenen waagrechten Stehen) aber ca. 2 Meter darunter, wenn man glaubt, dass der Leiterpark der Lastarm ist.

Überhaupt müsste man den Leiterpark erstmal entweder masselos annehmen oder einen Schwerpunkt berechnen, damit man den Angriffspunkt der Last hast. beim Fahrzeug dürfte es einfacher sein, der Schwerpunkt liegt vermutlich mittig.
Dann ergibt sich zwischen diesen beiden Angriffspunkten und dem Drehpunkt ein alles andere als geradliniges Konstrukt, so dass der gedachte Lastarm jedenfalls nicht auf dem Leiterpark abgebildet werden wird, sondern diagonal verlaufen wird, ebenso der Kraftarm "durchs" Fahrzeug.

Beim Beginn des Kippens wird dieser Lastarm sich dann immer waagrechter ausrichten (während der Kraftarm im Fahrzeug immer senkrechter wird), wodurch wegen der veränderten Kraftvektoren an beiden Armen das Kippen noch weiter beschleunigt werden dürfte.
Oder aber, ich habe nen gewaltigen Denkfehler drin. ;o)

Gruß,
Sebastian


--
Es gehört oft mehr Mut dazu, seine Meinung zu ändern, als ihr treu zu bleiben (Friedrich Hebel)

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AutorAlex8and8er 8W., Linden / Hessen724413
Datum12.05.2012 01:0336072 x gelesen
Vergessen wir doch einfach die ganzen Arme...

Man nehme ein Volumenintegral über das ganze Fahrzeug (von mir aus auch reduziert auf 2D mit einem Flächenintegral und eine Drehachse) zum Produkt eines Ortsverktors relativ zum Drehpunkt (Drehachse) mit einem Vektorfeld, dass sich aus einer vermutlich ziemlich komplizierten Dichtefunktion und der Erdbeschleunigung zusammen setzt. Aber immer brav nur die Radialkomponente verwenden, Polarkoordinaten mal vorausgesetzt. ;)

Also ehrlich gesagt verstehe ich die Frage nicht, das Teil kippt um, wenn der Schwerpunkt außerhalb der Abstützung (oder eben Räder) ist. Was spielt es da für eine Rolle, welche Hebel ich mir da gedanklich rein konstruiere?

Gruß,
Alex


"Eigentlich bin ich ganz anders, ich komm' nur so selten dazu" (Ödön von Horváth)

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AutorFabi8an 8R., Düsseldorf / NRW724416
Datum12.05.2012 06:2536015 x gelesen
Guten Morgen,

Geschrieben von Alexander W. Was spielt es da für eine Rolle, welche Hebel ich mir da gedanklich rein konstruiere?


wenn das Unterrichtsthema Kraftwandler und im speziellen Hebel sind, ist die Frage an sich ja legitim. :)

Ich nutze die Gelegenheit und danke schon mal allen Mitdiskutanten bis hierhin, sehr interessante Ansätze.

Aber um die Katze aus dem Sack zu lassen: Die Antwort, die es schlussendlich dann war (und die ich leider immer noch nicht so ganz verstehe), ist bis jetzt noch nicht dabei gewesen...

Schöne Grüße,
Fabian


Ich schreibe hier nur, ausschließlich und uneingeschränkt als PRIVATMANN.
Was ich hier schreibe, ist einzig und allein meine Meinung.
-
"Die Polizei lobte den Einsatz der Ersthelfer, die während die Streife den Unfall aufnahm, vorbildlich die Verkehrsregelung übernahmen." Aus der Berichterstattung zu einem VU in der Region Main-Rhön.

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AutorUlri8ch 8C., Düsseldorf / NRW724417
Datum12.05.2012 08:2936327 x gelesen
Geschrieben von Fabian R.wenn das Unterrichtsthema Kraftwandler und im speziellen Hebel sind, ist die Frage an sich ja legitim. :)

Ich nutze die Gelegenheit und danke schon mal allen Mitdiskutanten bis hierhin, sehr interessante Ansätze.

Aber um die Katze aus dem Sack zu lassen: Die Antwort, die es schlussendlich dann war (und die ich leider immer noch nicht so ganz verstehe), ist bis jetzt noch nicht dabei gewesen...


ich halte es für das Behalten von Wissen gerade an der Stelle für schlauer, selbst drauf zu kommen, als alles vorgebetet zu bekommen....

Also nochmal überlegen:
1. Wo ist die Drehachse? (Das hatten wir schon)
2. Wo wirken in der TM die Kräfte (also mit welchem Kraft"punkt" an welcher Stelle rechnet man dann mit welchem sich daraus ergebenden Hebelweg?
3. Wieso ist daher die Lastarmannahme mit der Länge des Leiterpark aus zwei Gründen falsch? (Man könnte ja mal den einen gedanklich verkürzen... mal sehen was passiert.)
4. Wo sind also dann die Lastarme (vermeintlich hatten wir schon, tatsächlich nur für eine Seite und auch da nicht wirklich, für den anderen aber richtig m.E. noch nicht!)
5. Wie muss man das ganze nun "verschieben", damits wie in üblichen Zeichnungen von Hebeln richtig dargestellt wird?
6. Dann findet man auch die passenden Skizzen im sonst so schlauen Internet...

Ich hab schon mal erwähnt, es könnte hilfreich sein, sich dazu die Bauweise einer DL schematisch aufzuzeichnen...


-----

mit privaten und kommunikativen Grüßen


Cimolino

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AutorFabi8an 8R., Düsseldorf / NRW724418
Datum12.05.2012 09:1336074 x gelesen
Guten Morgen,

natürlich habe ich eine Ansicht zu dieser Problemstellung, nur würde ich gerne meine Sichtweise entsprechend erweitern - weil sie offensichtlich falsch ist.

Meine Annahme war folgende:

Die Drehachse ist die äußere Reifenkante bzw. wenn benutzt die äußere Stützenkante. Der Kraftarm ist der mit der Gewichtskraft des Leiterparkes und der Korblast belastete Teil des Leiterparkes vor der Drehachse. Der Lastarm ist der Teil des Leiterparkes, welcher von der anderen Seite des Drehpunktes bis zu seinem unteren Ende reicht. Die Kraftansatzpunkte sind auf Kraftseite im wesentlichen an der Leiterspitze, bzw. hier wohl am größten, und der Punkt an welchem der Drehkranz mit dem Podium verbunden ist da hier die Kraft auf das Fahrzeug übertragen würde um es zu kippen. Physikalisch korrekt ist der Lastarm so vermutlich eigentlich nur bis zu besagtem Punkt vorliegend. Wir hätten somit eine nach unten wirkende Gewichtskraft auf Kraftseite und eine nach oben wirkende Hebelkraft auf der Lastseite. Das ist in meinen Augen ein klassischer zweiarmiger Hebel.

Irgendwo muss ich ja einen Denkfehler haben, auf den ich trotz der sich hier bald stapelnden Skizzen immer noch nicht gefunden habe.

Soweit nur auf die Schnelle, bin jetzt mal für ein paar Stunden in der Eifel. Ich freue mich schon aufs weitere Diskutieren.

Danke allen bis dahin,

Grüße
Fabian


Ich schreibe hier nur, ausschließlich und uneingeschränkt als PRIVATMANN.
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AutorUlri8ch 8C., Düsseldorf / NRW724421
Datum12.05.2012 09:3436301 x gelesen
Geschrieben von Fabian R.
Die Drehachse ist die äußere Reifenkante bzw. wenn benutzt die äußere Stützenkante.


korrekt...

Geschrieben von Fabian R.Der Kraftarm ist der mit der Gewichtskraft des Leiterparkes und der Korblast belastete Teil des Leiterparkes vor der Drehachse.

Korrekt - und das ist eben nicht die Leiterlänge... ;-)


Geschrieben von Fabian R.Der Lastarm ist der Teil des Leiterparkes, welcher von der anderen Seite des Drehpunktes bis zu seinem unteren Ende reicht.

Falsch...

Die "andere Seite" hat mit dem anderen Teil des Leiterparks nur sehr bedingt zu tun (der spielt zwar gewichtsmäßig mit, aber die Hauptrolle spielt was anderes!)


Geschrieben von Fabian R.Die Kraftansatzpunkte sind auf Kraftseite im wesentlichen an der Leiterspitze

Das gilt für die Korblast - den Rest hast Du doch oben schon zum Kraftarm richtig für die weitere Betrachtung beschrieben...


Geschrieben von Fabian R.und der Punkt an welchem der Drehkranz mit dem Podium verbunden ist da hier die Kraft auf das Fahrzeug übertragen würde um es zu kippen.

Für die Dimensionierung der Bauteile (auch da wirken Hebel äh Kräfte) natürlich wichtig - und auch zu beachten. Der Kippeffekt wirkt aber rechnerisch über andere Wege...


Geschrieben von Fabian R.Wir hätten somit eine nach unten wirkende Gewichtskraft auf Kraftseite und eine nach oben wirkende Hebelkraft auf der Lastseite. Das ist in meinen Augen ein klassischer zweiarmiger Hebel.

Mal Dir den Effekt mal mit den Kräften und dem Drehpunkt auf... das ergibt nämlich einen Propeller... ;-)


-----

mit privaten und kommunikativen Grüßen


Cimolino

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AutorJan 8K., Niederlungwitz / Sachsen724429
Datum12.05.2012 11:2835781 x gelesen
Moin!

Nachdem ich mir das ganze nochmal ganz langsam durchgedacht habe ....

Wenn ich die Sache nicht bis auf zwei Schwerpunkte und einen Fest(Kipp-)punkt reduziere finde ich zwei, bei ganz genauem hinsehen sogar drei einseitige Hebel (Leiterpark, Leiter"fuß", Fahrgestell; wobei der Leiter"fuss" mit "Übersetzung" 1:1 ja vernachlässigbar ist) ..... meinst du das?

Gruß Jan

... immer nur meine Meinung die hier geschrieben ist!

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AutorFlor8ian8 H.8, Münnerstadt / Bayern724431
Datum12.05.2012 11:4235581 x gelesen
Die Angriffspunkte der Kräfte für Lastarm und Kraftarm liegen genauso wie der Drehpunkt auf unterschiedlichen Höhenniveaus/Ebenen. Die Angriffspunkte sowie der Drehpunkt liegen also nicht auf einer Geraden sondern bilden ein Dreieck. Die direkte Verbindung Kraftangriffspunkt zu Drehpunkt ist aber nicht der zur Berechnung des Drehmoments notwendige Last-, bzw. Kraftarm. Diese direkte Verbindung ist unter Umständen um einiges länger als der eigentlich zur Berechnung notwendige senkrechte Abstand zwischen den Kraftangriffspunkten und dem Drehpunkt. Und damit ändert sich die Hebelwirkung. Jetzt?

MFG Flo

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AutorMirk8o S8., Dessau / Sachsen-Anhalt724432
Datum12.05.2012 11:4335394 x gelesen
Hallo,
Geschrieben von Ulrich C.Geschrieben von Fabian R."Der Kraftarm ist der mit der Gewichtskraft des Leiterparkes und der Korblast belastete Teil des Leiterparkes vor der Drehachse. "

Korrekt - und das ist eben nicht die Leiterlänge... ;-)


... sondern die Ausladung. Und dabei wirkt die Streckenlast des Leiterparks als Normalkraft vor dem Drehpunkt; oder täusche ich mich da?!

Geschrieben von Ulrich C.Geschrieben von Fabian R."Der Lastarm ist der Teil des Leiterparkes, welcher von der anderen Seite des Drehpunktes bis zu seinem unteren Ende reicht. "

Falsch...

Die "andere Seite" hat mit dem anderen Teil des Leiterparks nur sehr bedingt zu tun (der spielt zwar gewichtsmäßig mit, aber die Hauptrolle spielt was anderes!)


Da ist der gesamte Masseanteil des Fahrzeugs incl. Anteil des restlichen Leiterparks (von hinten betrachtet) hinter dem Drehpunkt (Stütze) als Normalkraft vorhanden. So würde ich es interpretieren.

Geschrieben von Ulrich C.Geschrieben von Fabian R."Wir hätten somit eine nach unten wirkende Gewichtskraft auf Kraftseite und eine nach oben wirkende Hebelkraft auf der Lastseite. Das ist in meinen Augen ein klassischer zweiarmiger Hebel."

Mal Dir den Effekt mal mit den Kräften und dem Drehpunkt auf... das ergibt nämlich einen Propeller... ;-)


Natürlich müssen die Kräfte vor und hinter dem Drehpunkt in entgegengesetzter Richtung wirken, sozusagen "Actio=Reactio".

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AutorThor8ben8 G.8, Leese <-> OS / Niedersachsen724433
Datum12.05.2012 11:4835693 x gelesen
Moin,

Geschrieben von Jan K.Wenn ich die Sache nicht bis auf zwei Schwerpunkte und einen Fest(Kipp-)punkt reduziere finde ich zwei, bei ganz genauem hinsehen sogar drei einseitige Hebel (Leiterpark, Leiter"fuß", Fahrgestell; wobei der Leiter"fuss" mit "Übersetzung" 1:1 ja vernachlässigbar ist) ..... meinst du das?


ichg laube du entfernst dich von der Lösung. Bzw kann ich dir nun nicht folgen, welche hebel du da nun alle haben willst.
Ich denke mal im Rahmen der Aufgabenstellung können wir den Leiterpark, den Drehkranz, die Stützen etc. als ein großes, starres Gebilde mit beliebiger Belastbarkeit der Verbindungselemente annehmen. Unsngeht's ja nun ums Kippen, nicht wann da welcher Bolzen abschert. Also haben wir nun ein in Heckansicht in etwa Beil-förmiges Stück Drehleitermasse vor uns und die Frage, wann es über die Kante der (geraden = Aufstandsfläche) Schneide zum Stiel hin kippt.

Noch ein Hinweis zur Klarstelllung: Schwerpunkte heißen so, weil sie eine Art Durchschnitt der Massenteile und auf sie wirkenden Kräfte. Man kann sich die gesamte Masse eines betrachteten Objekt(teils)s in seinem unendlich kleinen Schwerpunkt konzentriert vorstellen. Folglich müssen dann auch die "durchschnittlichen" Kräfte auf genau diesen Punkt einwirken, um das Verhalten korrekt abzubilden. Pro Hebelseite bleibt alsonur noch ein winzi kleiner Punkt, dass tatschliche Gebilde dahinter kann man ausblenden.

Muss man jetzt "nur" die richtigen Teile der DLK dem richtigen der beiden Schwerpunkte zuschlagen.
Welche Grenzziehung schlägst da sinniger Weise vor?


Gruß,
Thorben

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AutorJan 8K., Niederlungwitz / Sachsen724434
Datum12.05.2012 11:5135270 x gelesen
... und nochmal ganz genau hingesehen findet sich noch ein 4ter (aber auch 1:1 übersetzter) Hebel vom dem, der Leiterspitze naheliegendsten Punkt des Drehkranzes zu dem, diesen Punkt gegenüberliegenden Punkt des Drehkranzes :-)

Gruß Jan

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AutorFlor8ian8 H.8, Münnerstadt / Bayern724435
Datum12.05.2012 11:5635283 x gelesen
Die Kraft die durch das Fahrzeug bzw. den Leiterpark und auch den Korb entstehen können nur in einer Richtung wirken. Die erforderliche Gegenkraft die benötigt wird damit das Fahrzeug nicht kippt ist unter der Belasteten Stütze(nseite) zu finden. Bewegt man den Schwerpunkt "Leiterpark+Korb" über diesen Drehpunkt hinaus kippt das Fahrzeug.

MFG Flo

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AutorThor8ben8 G.8, Leese <-> OS / Niedersachsen724436
Datum12.05.2012 11:5635409 x gelesen
Moin,

Geschrieben von Florian H. Die Angriffspunkte der Kräfte für Lastarm und Kraftarm liegen genauso wie der Drehpunkt auf unterschiedlichen Höhenniveaus/Ebenen. Die Angriffspunkte sowie der Drehpunkt liegen also nicht auf einer Geraden sondern bilden ein Dreieck.

Bis hierhin korrekt.

Geschrieben von Florian H.Die direkte Verbindung Kraftangriffspunkt zu Drehpunkt ist aber nicht der zur Berechnung des Drehmoments notwendige Last-, bzw. Kraftarm.

Welche Kmponenten nutzt du denn zur Ermittlung eines Drehmoments?
Wobei. Hier kommen wir glaube ich auf zwei denkbare Lösungswege...
Für's Drehmoment allgemeiner Art sollte man an den Hebeln aber besser nicht schrauben...


Geschrieben von Florian H.Diese direkte Verbindung ist unter Umständen um einiges länger als der eigentlich zur Berechnung notwendige senkrechte Abstand zwischen den Kraftangriffspunkten und dem Drehpunkt. Und damit ändert sich die Hebelwirkung. Jetzt?


Kriegst 'ne PN mit Skizze. Zumindest hast eine entscheidende Gemeinheit beim DLK-Hebel erkannt :o)

Gruß,
Thorben

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AutorJan 8K., Niederlungwitz / Sachsen724437
Datum12.05.2012 11:5935489 x gelesen
Geschrieben von Thorben G.Ich denke mal im Rahmen der Aufgabenstellung können wir den Leiterpark, den Drehkranz, die Stützen etc. als ein großes, starres Gebilde mit beliebiger Belastbarkeit der Verbindungselemente annehmenUli fragte nach einem technisch, mechanischen Problem!
Geschrieben von Thorben G.Muss man jetzt "nur" die richtigen Teile der DLK dem richtigen der beiden Schwerpunkte zuschlagen.
Welche Grenzziehung schlägst da sinniger Weise vor?

Und genau diese Problemmatik ändert sich bei zu simpler Betrachtung, da mit dem zunehemen des Kippens immer mehr Gewichtsanteile von Leiterpark, ab einem gewissen Punkt sogar Fahrgestell (wird besonders deutlich wenn nicht abgestützt wird), von der Hebelseite "A" des Kippunktes, nach Hebelseite "B" wandern, sich also die beide Schwerpunkte verschieben. Die Leiter kippt also immer "leichter", "schneller", mit weniger Kraftaufwand ....

Gruß Jan

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AutorFlor8ian8 H.8, Münnerstadt / Bayern724438
Datum12.05.2012 12:0635329 x gelesen
Geschrieben von Thorben G.Welche Kmponenten nutzt du denn zur Ermittlung eines Drehmoments? Drehmoment ist Kraft * Hebelarm. Und die Kräfte wirken senkrecht zum Erdmittelpunkt.

Geschrieben von Thorben G.Für's Drehmoment allgemeiner Art sollte man an den Hebeln aber besser nicht schrauben... Ach naja weniger Hebelarm, weniger Drehmoment. Bei der DLK: weniger Ausladung - weniger Kippgefahr. Vorerst ist das doch so erstmal nicht schädlich ;)


Geschrieben von Thorben G.Kriegst 'ne PN mit Skizze. Zumindest hast eine entscheidende Gemeinheit beim DLK-Hebel erkannt :o) Exakt das Bild habe ich auch auf dem Schreibtisch :) Aber von der Kräfteaufteilung bin ich bei a, am zweifeln. Ist das wirklich richtig?!? Wie du erkennt hast bin ich bei b.

MFG Flo

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AutorThor8ben8 G.8, Leese <-> OS / Niedersachsen724439
Datum12.05.2012 12:0835406 x gelesen
Moin,

Geschrieben von Jan K.Uli fragte nach einem technisch, mechanischen Problem!

Er fragte nach den Konseuquenzen für die Mechanik. Auch ein Hebel ist eine Mechanik.

Geschrieben von Jan K.
Und genau diese Problemmatik ändert sich bei zu simpler Betrachtung, da mit dem zunehemen des Kippens immer mehr Gewichtsanteile von Leiterpark, ab einem gewissen Punkt sogar Fahrgestell (wird besonders deutlich wenn nicht abgestützt wird), von der Hebelseite "A" des Kippunktes, nach Hebelseite "B" wandern, sich also die beide Schwerpunkte verschieben. Die Leiter kippt also immer "leichter", "schneller", mit weniger Kraftaufwand ....


Waren wir nicht bei gesperrter Federung etc? Solche Feinheiten kommen dann, wenn der Hackebeil-DLK-Hebel :o) korrekt erklärt wurde. So ganz sind wir da noch nicht bei der Lösung mit Beachtung aller Gemeinheiten wie es mir scheint.


Gruß,
Thorben

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AutorThor8ben8 G.8, Leese <-> OS / Niedersachsen724440
Datum12.05.2012 12:2035324 x gelesen
Moin,

Geschrieben von Florian H.Geschrieben von Thorben G."Welche Kmponenten nutzt du denn zur Ermittlung eines Drehmoments?" Drehmoment ist Kraft * Hebelarm. Und die Kräfte wirken senkrecht zum Erdmittelpunkt.

Hättest du jetzt x statt * verwendet könnte man rätseln, ob das bewusst als Kreuzprodukt oder einfach nur als multipliziert gemeint war. Aber so isses doch etwas unpräzise. Ein oben aufgehängtes Pendel ist auch ein Hebelarm, das Gewicht unten dran übt auch eine Kraft aus, trotzdem hat ein Pendel in Ruhelage kein Drehmoment.
Und nehme ich den Akkuschrauber und Schraube damit in der Decke, hantiere ich mit Drehmomenten, die sich für den Erdmittelpunkt nicht wirklich interessieren.

Das Zauberwort heißt hier bei den Drehmomenten senkrecht, und zwar bezogen auf Hebelarm und Kraft. Damit landen wir dann auch bei:
Geschrieben von Florian H.Aber von der Kräfteaufteilung bin ich bei a, am zweifeln. Ist das wirklich richtig?!?
Ja nun, für's Drehmoment brauchen wir die grüne Kraftkomponente. Die blauen haben wir als Gewichtskraft gegeben.


Geschrieben von Florian H.Ist das wirklich richtig?!? Wie du erkennt hast bin ich bei b.
Ich bin eher bei b) nicht ganz sicher, bin aber der Meinung, das käme aufs gleiche raus.


Gruß,
Thorben

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AutorAlex8and8er 8W., Linden / Hessen724441
Datum12.05.2012 12:5235393 x gelesen
Geschrieben von Fabian R.wenn das Unterrichtsthema Kraftwandler und im speziellen Hebel sind, ist die Frage an sich ja legitim. :)

Ja, das mag natürlich sein. Aber dafür ist es nicht unbedingt das beste Beispiel. Denn bei Kraftwandlern und Hebeln geht man meistens vereinfacht von masselosen Hebeln aus, was hier leider die Sache nicht wirklich hinreichend genug darstellt. Sonst bräuchten wir ja nicht diskutieren ;)

Wenn man es trotzdem machen möchte, sollte man einfach zwei Schwerpunkte bilden. Alle Teile der gesamten DLK, die sich auf Krobseite (Richtung der Auslage) einer gedachten Linie befinden, die senkrecht über der Drehachse (Räder bzw. Abstützung, wenn diese ausgefahren ist) steht, werden dem einen Schwerpunkt zugerechnet. Alle auf der anderen Seite der Linie dem zweiten Schwerpunkt. Jetzt haben wir zwei Punkte irgendwo im Raum sowie deren jeweilige Masse und eine Drehachse und fertig ist der Hebel mit zwei Armen.

Das während des Kippens Teile von der einen auf die andere Seite der Linie wandern ist eigentlich egal (unter der Annahme, dass die DL ein starrer Körper ist). Denn kippen tut sie dann sowieso schon und wen interessiert es denn wirklich mit welcher Geschwindigkeit die Leiter kippt?

Eigentlich genau das, was in meinem vorigen Post geschrieben habe, nur da ich mir den Zwischenschritt mit den Schwerpunkten spare und einfach alle Drehmomente (natürlich unter Berücksichtigung ihres Vorzeichens) aufintegriere ;)

Gruß,
Alex

"Eigentlich bin ich ganz anders, ich komm' nur so selten dazu" (Ödön von Horváth)

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AutorFlor8ian8 H.8, Münnerstadt / Bayern724442
Datum12.05.2012 13:0235355 x gelesen
Geschrieben von Thorben G.Ein oben aufgehängtes Pendel ist auch ein Hebelarm, das Gewicht unten dran übt auch eine Kraft aus, trotzdem hat ein Pendel in Ruhelage kein Drehmoment. Genau. Weil es in der Ruhelage (Pendel hängt faul in der Gegend rum) keinen Hebelarm hat den die Kraft dazu ausnutzen könnte ein Drehmoment zu erzeugen. Die bloße Verbindung von "Aufhängepunkt Pendel" zu "Gewicht Pendel" ist noch kein Hebelarm. Das Pendel würde aber dennoch nach unten saußen wenn man es am Aufhängepunkt los löst. Allerdings erzeugt es dabei kein Drehmoment. Dafür aber ein Loch in den Fliesen :D Ein Drehmoment würde es erzeugen wenn du es seitlich auslenkst. Weil es (bezogen auf seine Ruhelage) einen senkrechten Abstand bekommt. Und das ist der Hebelarm. Lenkst du es weit aus, das Maximum wäre die Verbindungsstange zum Aufhängepunkt, erzeugst du ein großes Moment. Lenkst du es wenig aus, ein kleines Moment. Das Beispiel mit der Schraube passt dabei ganz gut. Stellt man sich den Aufhängepunkt als Schraube vor dreht das Moment diese in die Wand. Wenn die Schraube das Pendel aber in Ruhestellung einfach nur hält wird die Schraube einen Teufel tun in der Wand zu verschwinden.

Geschrieben von Thorben G.Und nehme ich den Akkuschrauber und Schraube damit in der Decke, hantiere ich mit Drehmomenten, die sich für den Erdmittelpunkt nicht wirklich interessieren. Die Schraube interessiert sich sehr wohl für den Erdmittelpunkt. Ihre Gewichtskraft wird sie immer dort hin ziehen wollen. Das merkt man immer dann wenn man oben auf der Leiter angekommen ist und die Schrauben nicht gut festgehalten hat ;) Aber in der Tat. Von alleine wird sich die Schraube nicht in die Wand bewegen. Man muss ein Drehmoment auf sie einwirken lassen. Dabei hilft der Akkuschrauber. Dieser erzeugt im Kreuz auf kleinem Hebelarm mit großer Kraft ein Drehmoment auf die Schraube. Der Akkuschrauber macht das ganze kompakt und handlich. Die alternative wäre das Beispiel von oben ;) Beides würde zum Ziel führen.

MFG Flo

Wer aufhört besser zu werden, hört auf gut zu sein.

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AutorFlor8ian8 H.8, Münnerstadt / Bayern724443
Datum12.05.2012 13:1635398 x gelesen
Geschrieben von Thorben G.Ja nun, für's Drehmoment brauchen wir die grüne Kraftkomponente. Die blauen haben wir als Gewichtskraft gegeben. Nun ich sehe das so. Die grüne ist Teil der blauen. Es wird also ein Teil der auftretenden Kräfte unterschlagen. Den Ausgleich könnte man erreichen, weil der angenommene Hebelarm ja länger ist. Wobei das so auch nicht richtig ist. Deine grüne Teilkraft wird wenn der Leiterpark parallel zur Fahrbahn liegt gleich der blauen. Das bedeutet deine Kraft variiert. Aber auch dein Hebelarm varriiert. Somit hast du zwei sich ständig dem Stand des Leiterparks anpassende Variablen. Wenn dein Hebelarm klein ist, ist deine wirkende Kraft groß und umgekehrt. Das macht das ganze beim rechnen vermutlich unnötig kompliziert weil der gleiche Effekt (also drehen/kippen der DLK) mit der vorgeschlagenen Variante b, einfacher nachzuweisen ist. Denn die Kraft ist ja, gleichbleibende Korbbesatzung vorausgesetzt, konstant. Das erzeugte Drehmoment hängt vom Hebelarm ab. Weite horizontale Ausladung bedeutet großer Hebelarm - > großes Drehmoment (hohe Kippgefahr) und umgekehrt.

MFG Flo

MFG Flo

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AutorAlex8and8er 8W., Linden / Hessen724445
Datum12.05.2012 13:3235153 x gelesen
Geschrieben von Florian H.Das bedeutet deine Kraft variiert. Aber auch dein Hebelarm varriiert

Ich kenne zwar eure Skizze nicht, aber die Aussage ist erstmal richtig. Da Drehachse des Kippvorgangs und Drehachse zwischen Fahrzeug und Leiterpark an verschiedenen Stellen liegen, ändert sich beim Aufrichten/Ablassen es Leiterparks die Länge des Hebels (Abstand des Schwerpunktes zur Dreh(/Kipp-)achse), der für das Umkippen relevant ist. Gleichzeitig ändert sich natürlich auch die für das Drehmoment relevante (radiale bzgl. der Dreh(/Kipp-)achse) Kraft. Sie würde z.B. bei hypotetisch senkrechten Leiterpark gegen 0 gehen (instabiles Gleichgewicht).

Gruß,
Alex

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AutorThor8ben8 G.8, Leese <-> OS / Niedersachsen724447
Datum12.05.2012 14:2935906 x gelesen
Moin,

Geschrieben von Florian H.Nun ich sehe das so. Die grüne ist Teil der blauen. Es wird also ein Teil der auftretenden Kräfte unterschlagen.

Nix da unterschlagen. Der "fehlende" Teil ist die braune Kraftkomponente, die aber in Richtung des Drehpunkts wirkt und somit wie beim ruhenden Pendel zwar einen Zug bzw. Stauchung ergibt, aber keine Drehung.

Geschrieben von Florian H.Wobei das so auch nicht richtig ist. Deine grüne Teilkraft wird wenn der Leiterpark parallel zur Fahrbahn liegt gleich der blauen.

Nö, erst wenn der Schwerpunkt auf Boden = Drehpunkthöhe liegt, was beim Leiterpark eine Senkung unter Bodenniveau bzw. auf der Lastarmseite sogar ein Kippen zur Gegenseite benötigen würde, was aber nicht geht weil die DLK beim abrollen dann einen neuen Drehpunkt auf der anderen Fzg-Seite hätte.. Grüne Kraft = Senkrecht zu grünem Hebelarm :o)

Hebelarm ist für mich die Verbindung Drehpunkt <-> Kraftangriffspunkt (=Schwerpunkt). Du machst jetzt aus dem hebelarm eine Projektion auf eine Ebene senkrecht zum zur Kraft, wie auch in Punkt b) meiner Skizze. Mir ist's zunächst erstmal lieber die Kraft Senkrecht zum Hebelarm zu projezieren um damit das wirksame Drehmoment zu haben.

Variieren tut in beiden Varianten was. Alleine schon die Lage des Schwerpunkts beider Hebelseiten variiert mit Ausfahren und Aufrichten der Leiter, das muss man da eh für jede interessiende Leiterposition berechnen. Ob man nun konstante Gewichtskraft als senkrechte Komponente auf die waagerechte Projektion - und damit variierende Länge - des Hebelarms betrachtet oder konstante Hebelarmlänge bei variierendem, senkecht zum Hebel ansetzendem - und damit "drehwirksamem" - Gewichtskraftanteil macht am Ende keinen Unterschied.


Geschrieben von Florian H. Das erzeugte Drehmoment hängt vom Hebelarm ab.
Hebelarm nach Florians Betrachtung: auf die Waagerechte (bzw. auf Drehpunkt-Ebene senkrecht zur [Gewichts]Kraft) projizierte Länge der Verbindung Drehpunkt - Schwerpunkt. Quasi der Schatten am Boden bei senkrechter Sonne und somit je nach Aufrichtung variierend.

Hebelarm nach meiner Betrachtung: Tatsächlicher Abstand von Dreh- und Schwerpunkt. Dafür zerlege ich die Kraft in Komponenten in Längsrichtung des Hebels (nicht dreh-wirksam) und senkrecht zum Hebel. Letzteres ergibt dann mit der bei mir "realen" Hebellänge das Drehmoment. Dafür variiert bei mir mit dem Winkel zwischen Hebelarm und Gewichtskraft die Aufteilung in längs- und quer angreifende Kraft. Und durch Ausfahren des Leiterparks natürlich auch der Abstand Drehpunkt - Schwerpunkt





Gruß,
Thorben

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AutorJan 8K., Niederlungwitz / Sachsen724449
Datum12.05.2012 14:5835510 x gelesen
Sooo, nach einer Stunde Mittagsschlaf .....
Geschrieben von Thorben G. Solche Feinheiten kommen dann....
Feinheiten ist gut, aber mir ist ne Idee gekommem wie ich mein "Problem" ohne Einseitige Hebel und Drehmomente erklären kann ...

Dazu gehen wir einfach zurück zum zweiseitigen Hebel und Drehpunkt "Aufstandsfläche Rad/Stütze" sowie der Idee der Schwerpunkte.Um die Kräfte am "Hebel" nun nach Hebelgesetz berechnen zu wollen müssen wir aber beachten das diese Kräfte einzig und allein die idR in Richtung Erdmittelpunkt wirkende Schwerkraft ist. Also müssen wir zum rechnen einen Hebel benutzen der eine Parallele zum Erdmittelpunkt darstellt :-) (bei kleinlicher Betrachtung und entsprechender Länge dürfte das einen Kreis ergeben --Witz am Rande) -- dh. die Länge des jeweiligen Hebelarms ist weder der direkte Abstand zwischen Schwerpunkt und Drehpunkt oder welches Maß auch immer, sondern nur der seitliche Abstand vom Stützpunkt auf unserem immaginären Hebel (könnte man als jeweilige Auslage bezeichnen).
Und diese Maße ändern sich mit jedem Grad Drehung unseres Konstruktes um den Drehpunkt. Je weiter sich die der Leiterparkt meinem gedachten Hebel (der Waagerechten) annähert um so größer wird das Drehmoment um den Drehpunkt, wenn er über die Waagerechte hinauskommt wird das Drehmoment wieder geringer. Auf der Anderen Seite bedeutet das, je waagerechter das Fahrgestell steht um so mehr "Auslage" kann es entgegenwirken ....

Gruß Jan
Btw. Das mit dem Hackebeil versteh ich irgendwie nicht ... bind aber auch kein studierter Physiker sondern Handwerksmeister ...

... immer nur meine Meinung die hier geschrieben ist!

... angemeldete User dürfen Schreibfehler behalten wenn sie welche finden, unangemeldete Leser dürfen mich gern darauf ansprechen! ;-)

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AutorFabi8an 8R., Düsseldorf / NRW724454
Datum12.05.2012 15:4635464 x gelesen
Hallo,

Geschrieben von Alexander W.a, das mag natürlich sein. Aber dafür ist es nicht unbedingt das beste Beispiel. Denn bei Kraftwandlern und Hebeln geht man meistens vereinfacht von masselosen Hebeln aus, was hier leider die Sache nicht wirklich hinreichend genug darstellt. Sonst bräuchten wir ja nicht diskutieren ;)

das mag sein, ich hab mir die Aufgabe ja auch nicht selber ausgedacht. :)

Also wenn ich mir die Postings anschauen kann ich daraus bis jetzt folgende Schlüsse ziehen:

- Drehpunkt ist unstrittig die äußere Reifenkante bei nicht ausgefahrenen Stützen
- Die wirkenden Kräfte ergeben sich zunächst aus zwei Schwerpunkten

Noch nicht ganz verstanden ob und zwischen wem da jetzt ein Konsens herrscht habe ich bei der Frage, was genau nun eigentlich als Hebelarm zu betrachten ist. Es scheint aber offenbar nicht einfach die Leiterlänge zu sein. Diese Betrachtungsweise ist mir neu, vielleicht liegt da mein Verständnisproblem?

Was mir seit ich über diese Frage nachdenke auch nicht in den Kopf will ist, warum sich bei beschriebenem Konstrukt ein Propeller bilden sollte. Stoppt die Fallbewegung nicht am Boden? Bzw. wo läge dann der Unterschied zu einem anderen Hebel?

Letzteres ist ja ohnehin irgendwie zu DER Frage geworden, worin unterscheidet sich eine Drehleiter von einem anderen Hebel?

Ich habe auf jeden Fall schon sehr viel Input bekommen. Mein Hauptproblem besteht darin, in dem Modell KEINEN zweiseitigen Hebel zu sehen. Ich bin da vermutlich zu kurzsichtig aber genau deswegen frage ich euch, weil sonst zermarter ich mir noch in ferner Zukunft den Kopf darüber. :)

Nochmal danke an Alle,

Grüße,
Fabian

Ich schreibe hier nur, ausschließlich und uneingeschränkt als PRIVATMANN.
Was ich hier schreibe, ist einzig und allein meine Meinung.
-
"Die Polizei lobte den Einsatz der Ersthelfer, die während die Streife den Unfall aufnahm, vorbildlich die Verkehrsregelung übernahmen." Aus der Berichterstattung zu einem VU in der Region Main-Rhön.

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AutorThor8ben8 G.8, Leese <-> OS / Niedersachsen724456
Datum12.05.2012 16:1435320 x gelesen
Moin,

Geschrieben von Fabian R.- Drehpunkt ist unstrittig die äußere Reifenkante bei nicht ausgefahrenen Stützen
- Die wirkenden Kräfte ergeben sich zunächst aus zwei Schwerpunkten


ja.


Geschrieben von Fabian R.Noch nicht ganz verstanden ob und zwischen wem da jetzt ein Konsens herrscht habe ich bei der Frage, was genau nun eigentlich als Hebelarm zu betrachten ist.

Zumindest verwenden Florian und ich nicht die gleiche Auffassung von dem Begriff, wenngleich man den gleichen Sachverhalt meint.


Geschrieben von Fabian R.Was mir seit ich über diese Frage nachdenke auch nicht in den Kopf will ist, warum sich bei beschriebenem Konstrukt ein Propeller bilden sollte. Stoppt die Fallbewegung nicht am Boden?

Da kommts nun drauf an, von welchen Kräften man redet. Beiderseites des Drehpunkts wirkt die Gewichtskraft im jeweiligen Schwerpunkt. Und die immer zum Boden hin. Gut, jetzt kann man natürlich sagen, die Gewichtskraft der Leiterparks wirkt zugleich als "Auftrieb" auf der andern Seite des Hebels. Das ist jetzt aber keien weitere KRaft sondern nur auf die andere Seite des Drehpunkts übertragen. und da muss dann die Gewichtskraft des Fahrzeugs gegenstehen, sonst hast eben keine Gegenkraft sondern ein ewiges im Kreis drehen, also den Propeller :o) Also beide Gewichtskrfte der Hebelseiten nach unten gerichtet einmalen.


Geschrieben von Fabian R.Mein Hauptproblem besteht darin, in dem Modell KEINEN zweiseitigen Hebel zu sehen.

Dann guck mal hier: dlkteil.gif


Gruß,
Thorben

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AutorThor8ben8 G.8, Leese <-> OS / Niedersachsen724458
Datum12.05.2012 16:1835147 x gelesen
Moin,

Geschrieben von Jan K.Btw. Das mit dem Hackebeil versteh ich irgendwie nicht ...

Nur um sich von rigendwlechen Leiterparkaufhänungsscharnieren oder Belastbarkeiten des Drehkranzes etc. zu verabschieden. Einfach ein starres Konstrukt sich denken. siehe:
DLK vs. Beil


Geschrieben von Jan K.h. die Länge des jeweiligen Hebelarms ist weder der direkte Abstand zwischen Schwerpunkt und Drehpunkt oder welches Maß auch immer, sondern nur der seitliche Abstand vom Stützpunkt auf unserem immaginären Hebel (könnte man als jeweilige Auslage bezeichnen).

Damit wärst du bei Variante b) der dir unbekannten Skizze :o)


Gruß,
Thorben

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AutorFabi8an 8R., Düsseldorf / NRW724459
Datum12.05.2012 16:3835192 x gelesen
Hi,

Geschrieben von Thorben G.Da kommts nun drauf an, von welchen Kräften man redet. Beiderseites des Drehpunkts wirkt die Gewichtskraft im jeweiligen Schwerpunkt. Und die immer zum Boden hin. Gut, jetzt kann man natürlich sagen, die Gewichtskraft der Leiterparks wirkt zugleich als "Auftrieb" auf der andern Seite des Hebels. Das ist jetzt aber keien weitere KRaft sondern nur auf die andere Seite des Drehpunkts übertragen. und da muss dann die Gewichtskraft des Fahrzeugs gegenstehen, sonst hast eben keine Gegenkraft sondern ein ewiges im Kreis drehen, also den Propeller :o) Also beide Gewichtskrfte der Hebelseiten nach unten gerichtet einmalen.

Ok, das macht ja soweit Sinn. Habe ich so vorher nicht bedacht.

Geschrieben von Thorben G.Dann guck mal hier:

Und wenn ich den Schwerpunkt FKg durch ein weiteres Ausfahren des Leiterparks oder eine Erhöhung der Korbbelastung weiter nach außen verschiebe verlängere ich den Kraftarm. FLg würde aber gleich bleiben (oder idealisiere ich das zu stark?). Dadurch liegt seitens FKg ein höheres Moment an, welches im Drehpunkt in eine am Lastarm nach oben wirkende Kraft umgesetzt wird. Wird diese Kraft größer als die Gewichtskraft des Schwerpunktes FLg kippt das Fahrzeug.
Ist das so richtig?

Gruß,
Fabian

Ich schreibe hier nur, ausschließlich und uneingeschränkt als PRIVATMANN.
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AutorMirk8o S8., Dessau / Sachsen-Anhalt724460
Datum12.05.2012 16:4835223 x gelesen
Geschrieben von Thorben G.Geschrieben von Fabian R."Mein Hauptproblem besteht darin, in dem Modell KEINEN zweiseitigen Hebel zu sehen."

Dann guck mal hier: dlkteil.gif


Man darf aber nicht die Länge KA des Kraftarms als Hebelarmlänge annehmen, sondern nur den horizontalen Abstand von deinem Drehpunkt (Stütze) zu deinem Punkt FKg. Dabei ist es egal, wie hoch der vertikale Abstand des Punktes FKg zum Erdboden ist (Kraftvektoren sind in ihrer Richtung beliebig verschiebbar). Genau so trifft es natürlich auch auf die gegenüberliegende Seite auf deine Punkte und Abstände zu. Das Moment ändert sich demzufolge z.B. beim Anheben des Leiterparks dahingehend, dass der horizontale Abstand zum Punkt FKg geringer wird und das Moment verkleinert sich.

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AutorThor8ben8 G.8, Leese <-> OS / Niedersachsen724461
Datum12.05.2012 16:5435204 x gelesen
Moin,

Geschrieben von Fabian R.Und wenn ich den Schwerpunkt FKg durch ein weiteres Ausfahren des Leiterparks oder eine Erhöhung der Korbbelastung weiter nach außen verschiebe verlängere ich den Kraftarm. FLg würde aber gleich bleiben (oder idealisiere ich das zu stark?)

Wie genau hättest es gerne? die relevante grenze, zu welchem Schwerpunkt eine masse zuzushclagen ist, ist der dunkelblaue Strich durch den Drehpunkt. je nahcdem wie weit die Leiter schon ausgefahren ist, wird ggf. ein bislang noch links der blauen Linie ruhender Teil des Leiterparks nach rechts verschoben, damit wir die Lastseite sogar noch um Gewicht verringert während zugleich zum einen weitere Masse nach rechts wandert, zum anderen der Schwerpunkt der rechten Seite sich zudem noch weiter vom Fzg weg verschiebt. Folglich wird der Kraftarm damit länger.

Geschrieben von Fabian R.Dadurch liegt seitens FKg ein höheres Moment an, welches im Drehpunkt in eine am Lastarm nach oben wirkende Kraft umgesetzt wird. Wird diese Kraft größer als die Gewichtskraft des Schwerpunktes FLg kippt das Fahrzeug.
Kann man so beschreiben.

Allerdings aufpassen, "Abstand des Schwerpunkts vom Drehpunkt * Kraft" genügt hier nicht als Beschreibung... Sonst könnte man eine DLK nicht nahezu senkrecht auf 30m ausfahren.
Und wie du siehst ist das auch keine gerade Wippe...
Gibt nun zwei Wege, wie man da zur Lösung gelangt...

Gruß,
Thorben

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AutorThor8ben8 G.8, Leese <-> OS / Niedersachsen724463
Datum12.05.2012 16:5835189 x gelesen
Moin,

Geschrieben von Mirko G.
Man darf aber nicht die Länge KA des Kraftarms als Hebelarmlänge annehmen, sondern nur den horizontalen Abstand von deinem Drehpunkt (Stütze) zu deinem Punkt FKg. Dabei ist es egal, wie hoch der vertikale Abstand des Punktes FKg zum Erdboden ist (Kraftvektoren sind in ihrer Richtung beliebig verschiebbar). Genau so trifft es natürlich auch auf die gegenüberliegende Seite auf deine Punkte und Abstände zu. Das Moment ändert sich demzufolge z.B. beim Anheben des Leiterparks dahingehend, dass der horizontale Abstand zum Punkt FKg geringer wird und das Moment verkleinert sich.


Schon klar, das kommt als nächstes :o)
Und darum dreht sich ja die diskussion zwischen mir und Florian. man darf durchaus den Abstand nehmen, muss dann aber passend die Richtung der Kraftkomponenten beachten. Alternativ die Hebellänge zurechbiegen auf eine Projektion auf die Waagerechte. Geht beides. Entweder an der Kraft schrauben oder an der wirksamen Länge.

Gruß,
Thorben

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AutorMirk8o S8., Dessau / Sachsen-Anhalt724465
Datum12.05.2012 17:0635204 x gelesen
Geschrieben von Thorben G.man darf durchaus den Abstand nehmen, muss dann aber passend die Richtung der Kraftkomponenten beachten.

Du kannst hier nicht einfach irgendwelche Kräfte zurechtbiegen. Bei der Leiter handelt es sich um Normalkräfte. D.h. rechtwinklig zur Bodenfläche wirkend. Also muss man den horizontalen Abstand benutzen.

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AutorFabi8an 8R., Düsseldorf / NRW724466
Datum12.05.2012 17:1635235 x gelesen
Geschrieben von Thorben G.die relevante grenze, zu welchem Schwerpunkt eine masse zuzushclagen ist, ist der dunkelblaue Strich durch den Drehpunkt. je nahcdem wie weit die Leiter schon ausgefahren ist, wird ggf. ein bislang noch links der blauen Linie ruhender Teil des Leiterparks nach rechts verschoben, damit wir die Lastseite sogar noch um Gewicht verringert während zugleich zum einen weitere Masse nach rechts wandert, zum anderen der Schwerpunkt der rechten Seite sich zudem noch weiter vom Fzg weg verschiebt.

Mehr als logisch, das Mehr an Leiterlänge nimmt man ja der Lastseite "weg".

Geschrieben von Thorben G.Allerdings aufpassen, "Abstand des Schwerpunkts vom Drehpunkt * Kraft" genügt hier nicht als Beschreibung... Sonst könnte man eine DLK nicht nahezu senkrecht auf 30m ausfahren.
Und wie du siehst ist das auch keine gerade Wippe...
Gibt nun zwei Wege, wie man da zur Lösung gelangt...


Es kommt also offenbar mit entscheidend auf den horizontalen Abstand von Drehpunkt zu den jeweiligen Punkten, in welchen die entscheidenden Kräfte wirken. Umso steiler die Leiter aufgerichtet wird, desto mehr wird der Drehpunkt entlastet.

Gruß,
Fabian

Ich schreibe hier nur, ausschließlich und uneingeschränkt als PRIVATMANN.
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AutorMirk8o S8., Dessau / Sachsen-Anhalt724467
Datum12.05.2012 17:1934987 x gelesen
Geschrieben von Fabian R.Es kommt also offenbar mit entscheidend auf den horizontalen Abstand von Drehpunkt zu den jeweiligen Punkten, in welchen die entscheidenden Kräfte wirken. Umso steiler die Leiter aufgerichtet wird, desto mehr wird der Drehpunkt entlastet.

Das ist das wichtigste.

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AutorJan 8Ole8 U.8, Hamburg / Hamburg724468
Datum12.05.2012 17:3335220 x gelesen
Moin,

Geschrieben von Fabian R.Es kommt also offenbar mit entscheidend auf den horizontalen Abstand von Drehpunkt zu den jeweiligen Punkten, in welchen die entscheidenden Kräfte wirken.

Vom Drehpunkt (Stützenaussenkante) bis hin zur Aussenkante Korb/bzw. Leiterspitze wird dann auch normgerecht die Ausladung bemessen.

Geschrieben von Fabian R.Umso steiler die Leiter aufgerichtet wird, desto mehr wird der Drehpunkt entlastet.

Weil du den Lastarm verringerst, bei gleichbleibendem Kraftarm.

Viele Grüße
Jan Ole

DREHLEITER.info - Ein Stück näher dran!

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AutorThor8ben8 G.8, Leese <-> OS / Niedersachsen724469
Datum12.05.2012 17:3935479 x gelesen
Moin,

Geschrieben von Mirko G.
Du kannst hier nicht einfach irgendwelche Kräfte zurechtbiegen.

Och, genausogut wie du tatsächliche Abstände auf Horizontalprojektionen zurechtbiegst :o)
Letztlich geht's um den Vergleich der Drehmomente beider Seiten. Und Drehmoment heißt für mich immer noch Abstand vom Drehpunkt x Kraft (als Kreuzprodukt!) bzw. Länge * senkrecht zu ihr stehender Kraftkomponente. Soweit das allgemeine Drehmoment.

Durch den Sonderfall Schwerkraft als auf beiden Seiten in gleicher Richtung wirkende Kraft kannst dann auch mit gleichem Ergebnis deine Längenprojektion auf die Horizontale für "angepasste" Hebel verwenden. Ergibt unter diesen Rahmenbedingungen dann das gleiche.

dlk.gif

Gruß,
Thorben

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AutorMirk8o S8., Dessau / Sachsen-Anhalt724470
Datum12.05.2012 18:0135092 x gelesen
Geschrieben von Thorben G.Och, genausogut wie du tatsächliche Abstände auf Horizontalprojektionen zurechtbiegst :o)

Mir ist schon klar was du meinst. Das Vektorprodukt steht doch hier praktisch (theoretisch schon) nicht zur Debatte. Bei der Leiter wirken nun mal im allgemeinen Arbeitsbetrieb und bei zulässiger Anwendung gewöhnlich nur vertikale Kräfte (oder ziehst bzw. schiebst du mit einer DL irgendwelche schräg wirkende Lasten?). Deshalb sollten wir auch bei der Realität bleiben und auch nur den Allgemeinfall beschreiben. Das verwirrt weniger.

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AutorAlex8and8er 8W., Linden / Hessen724471
Datum12.05.2012 18:0535141 x gelesen
Endlich hat mal jemand das passende Bildchen zu dem gemalt, wovon ich rede. Ich war zugegebenermaßen ein wenig zu faul dafür ;)

Die beiden Betrachtungsweisen sind natürlich legitim und liefern das selbe Ergebnis, weil in beiden der Cosinus des gleichen Winkels steckt. Vielleicht war aber auch gerade das das Problem in der Diskussion. Denn ohne Skizze redet man ja gerne mal aneinander vorbei. Ich bevorzuge gedanklich die Variante mit dem echten Schwerpunktsvektor als Hebelarm und der Verwendung der Radialkomponente der auf den Schwerpunkt wirkenden Kraft.

Gruß,
Alex

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AutorUlri8ch 8C., Düsseldorf / NRW724477
Datum12.05.2012 19:0735548 x gelesen
Hallo,

spannende Diskussion ....

zu den Bildern sag ich: Gut dargestellt, hat aber offensichtlich den "Plumps"-Effekt, Ma und Konstrukteur müssen zur Nachschulung... ;-)

-----

mit privaten und kommunikativen Grüßen


Cimolino

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AutorFlor8ian8 H.8, Münnerstadt / Bayern724480
Datum12.05.2012 23:0435027 x gelesen
Naja von einem zurecht biegen würde ich da nicht unbedingt sprechen.

Ich habe mir jetz den Tag über noch mehrfach den Kopf zerbrochen und auch meine alten Vorlesungsunterlagen herausgekramt. Wenn ich das so vergleiche komme ich im Moment nicht wirklich darauf, was genau an b, falsch sein soll. Bei Lösung a, stößt mir bitter auf, da das eigentlich dem Widerspricht was ich in der Vorlesung meine gelernt zu haben. In der Vorlesung haben wir Schrägkräfte (vgl. z.B. deine Fks) immer in eine horizontale und eine vertikale Kraft zerlegt. Das was du auch gemacht hast, nur irgendwie rückwärts. Du hast um die gegebene FKg die Kräftezerlegung rückwärts betrieben. Das erschwert die Berechnung ungemein denn damit musst du für die Berechnung nicht nur die Längen der Arme wissen sondern auch die Winkel am Drehpunkt zwischen den Armen bzw. den g-Kräften zum Arm.

Bei Version b, fehlt lediglich der waagerechte Abstand zw. den Gewichtskräften und dem Drehpunkt. Und in meinen Augen kommt damit auch das Drehmoment heraus welches auf die Leiter wirkt.

MFG Flo

Wer aufhört besser zu werden, hört auf gut zu sein.

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AutorFlor8ian8 H.8, Münnerstadt / Bayern724481
Datum12.05.2012 23:0735079 x gelesen
Weil die Gegenkraft fehlt mit welcher das Kräftegleichgewicht hergestellt wird? Ja die Kraft unter der Stütze (also der Aufstellfläche) hat Thorben denke ich bewusst weg gelassen da wir ja im Moment noch am überlegen sind wie sich das Drehmoment zusammen setzt.

Geschrieben von Ulrich C.spannende Diskussion .... Ich hoffe es folgt, sofern hier nicht die richtige Lösung noch auftaucht, eine aufklärende Antwort von den Drehleiter-Fachmännern aus dem Forum :)

MFG Flo

Wer aufhört besser zu werden, hört auf gut zu sein.

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AutorFlor8ian8 H.8, Münnerstadt / Bayern724482
Datum12.05.2012 23:2835235 x gelesen
Geschrieben von Thorben G.Nix da unterschlagen. Der "fehlende" Teil ist die braune Kraftkomponente, die aber in Richtung des Drehpunkts wirkt und somit wie beim ruhenden Pendel zwar einen Zug bzw. Stauchung ergibt, aber keine Drehung. Siehe meine andere Antwort. Du hast die Kräftezerlegung rückwärts betrieben. Das macht in meinen Augen die Rechnung unnötig kompliziert.

Geschrieben von Thorben G.Nö, erst wenn der Schwerpunkt auf Boden = Drehpunkthöhe liegt, was beim Leiterpark eine Senkung unter Bodenniveau bzw. auf der Lastarmseite sogar ein Kippen zur Gegenseite benötigen würde, was aber nicht geht weil die DLK beim abrollen dann einen neuen Drehpunkt auf der anderen Fzg-Seite hätte Stimmt ich hatte die Skizze falsch im Kopf :)

Geschrieben von Thorben G.Hebelarm ist für mich die Verbindung Drehpunkt <-> Kraftangriffspunkt (=Schwerpunkt). Du machst jetzt aus dem hebelarm eine Projektion auf eine Ebene senkrecht zum zur Kraft, wie auch in Punkt b) meiner Skizze. Mir ist's zunächst erstmal lieber die Kraft Senkrecht zum Hebelarm zu projezieren um damit das wirksame Drehmoment zu haben. In meinen Augen liegt da aber der Fehler. Denn die Kraft die das Drehmoment erzeugt ist die Gewichtskraft. Sowohl die Gewichtskraft des Fahrzeugs in die eine Richtung als auch die Gewichtskraft des Leiterparks (samt Korb) in die andere Richtung. Beschränken wir uns jetzt mal auf die Gewichtskraft des Leiterparks um das Problem zu erklären. Für das Fahrgestell gilt das gleiche.
Wie gesagt. Die Kraft die das Drehmoment auf den Leiterpark bewirkt ist die Gewichtskraft des Leiterparks (samt Korb). Die Lage des Schwerpunkts verändert sich mit der Länge wie weit der Leiterpark ausgefahren ist und wie hoch der Korb belastet ist. Nehmen wir an, nur um jetzt das Problem zu klären, dass der Leiterpark eingefahren bleibt und der Korb konstant belastet ist. Somit ergibt sich eine Gewichtskraft die *irgendwo* (außer)mittig im Leiterpark sitzt. Diese Gewichtskraft wirkt immer in Richtung des Erdmittelpunktes. Wenn da keine Gegenkräfte wären würde der Leiterpark geradewegs nach unten fallen. Er würde aber nicht nach rechts und auch nicht nach links "fliegen". Denn dorthin wirkt keine Kraft, auch kein Teil der Kraft.

Deine grüne Fks würde jedoch genau das bewirken. Sie würde zum einen bewirken das der Leiterpark nach unten fällt UND sich nach rechts bewegt während des fallens. Die Gewichtskraft kann das aber nicht bewirken, siehe oben. Das was du darstellst geht meiner Meinung nach nur wenn dort z.B. ein Seil eingehängt wäre welches in Richting der Kraft am Leiterpark zieht. Dann würde auch deine Vorstellung des Drehmoments stimmen. Denn diese Kraft greift dann mit diesem Arm an, von dem du redest.
Aber real liegt nur die Gewichtskraft an. Und diese wirkt ausschließlich senkrecht nach unten und der Hebelarm mit dem sie arbeitet is der senkrechte Abstand zwischen Kraft und Drehpunkt.

MFG Flo

Wer aufhört besser zu werden, hört auf gut zu sein.

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AutorThor8ben8 G.8, Leese <-> OS / Niedersachsen724483
Datum13.05.2012 00:1035190 x gelesen
Moin,

Geschrieben von Florian H.
Ich habe mir jetz den Tag über noch mehrfach den Kopf zerbrochen und auch meine alten Vorlesungsunterlagen herausgekramt. Wenn ich das so vergleiche komme ich im Moment nicht wirklich darauf, was genau an b, falsch sein soll.


Ähm? b) gilt doch auch nicht als falsch. Mir persönlich ist a) lieber da universeller. Aber dass b) falsch ist stand doch gar nicht zur Diskussion bzw. hing dann "nur" an unseren Auffassungen vom Begriff Hebelarm...?!
Du verwendet halt die "effektive Länge" der Pojektion nach b) während ich als Hebelarm die tatsächliche Distanz zwischen Schwer- und Drehpunkt verstehe.


Geschrieben von Florian H.Das erschwert die Berechnung ungemein denn damit musst du für die Berechnung nicht nur die Längen der Arme wissen
Deine "effektive Länge" kannst aber auch nicht so ohne weiteres herleiten ohne den Winkel des Arms zu kennen. Gut, wenn du es experimentell ermiteln willst ist das Maßbad ein klein wenig einfacher als 'nen Winkel zu messen und dann den (co)sinus daraus zu erhalten. Aber zeig mir mal im Leiterpark den Schwerpunkt, wenn dieser sowohl mit dem Ausfahren als auch Aufrichtwinkel variiert... Die Schwerpunkte zu ermitteln dürfte die weitsaus größere Arbeit sein.

Geschrieben von Florian H.sondern auch die Winkel am Drehpunkt zwischen den Armen
Nö, die gerade nicht. Nur den Winkel des Arms zur Gewichtskraft. Wie die beiden Arme zueinander stehen ist dabei egal. Der eine will linksrum drehen, der anderes rechtsrum an einer gemeinsamen Achse. Braucht ich nur die beiden Drehmomente miteinander vergleichen, welches das größere ist.


Geschrieben von Florian H.In der Vorlesung haben wir Schrägkräfte (vgl. z.B. deine Fks) immer in eine horizontale und eine vertikale Kraft zerlegt.
Für die reine Gleichgewichtswippspielchen klappt das, siehe ja die Variante b)
Aber jetzt nehmen wir mal Seitenwind dazu, von links nach rechts wehend...

Ich guck wieder nur auf die Zerlegung der Wind-Kraft in Teilkomponnte senkrecht zm Armund Teilkomponente längs zum Arm und habe mit dem Abstand (nehmen wir mal an der Windangriffsflächen-Schwerpunkt ist gleich dem Gewichtsschwerpunkt) ein weiteres Drehmoment, dass man einfach zum bisher resultierenden hinzurechnen kann.

Berachtung b) stößt hier hingegen an ihre Grenzen, weil Wind- und Gewichtskraft untershciedlich gerichtet sind und es so keine allgemeine, senkrecht zu jeder wirkenden Kraft liegende Projektionsebene mehr gibt.

Gruß,
Thorben

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AutorThor8ben8 G.8, Leese <-> OS / Niedersachsen724484
Datum13.05.2012 00:1634924 x gelesen
Namd,

Geschrieben von Florian H. Weil die Gegenkraft fehlt mit welcher das Kräftegleichgewicht hergestellt wird?

Nee, weil der Kraftarm sowohl die größere Länge als auch die größere Gewichtskraft aufweist. So wie gezeichnet wäre sie gerade munter am Kippen nach rechts. Real wäre die Gewichtskraft auf der Lastarm = Fzg-Seite deutlich größer als die paar Kilo Leiterpark und Korb auf der Kraftamseite der blaue Pfeil auf der Lastseite müsste deutlich läng sein wenn es nicht kippen soll.


Gruß,
Thorben

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AutorAlex8and8er 8W., Linden / Hessen724485
Datum13.05.2012 00:3934986 x gelesen
Geschrieben von Florian H.In meinen Augen liegt da aber der Fehler.

Damit liegst du leider falsch. So wie es Thorben beschrieben hat, ist das schon ok. Es ist völlig legitim die senkrecht nach unten gerichtete Gewichtskraft in zwei Komponenten zu zerlegen. Davon steht die eine senkrecht auf dem Hebelarm (Radialkomponente) und die andere in Richtung des Hebelarms. Das gilt übrigens völlig unabhängig von diesem speziellen Problem und ist nichts anderes als eine simple Vektoraddition(-zerlegung). Und weil der Physiker so gern mit Vektoren arbeitet, gefällt Thorben auch die Variante mit den Kreuzprodukten besser, oder liege ich da falsch? ;)

Die Komponente in Richtung des Hebelarms wird durch die Gegenkraft des Drehpunktes aufgefangen. Und weil genau diese Gegenkraft da ist, fällt der Schwerpunkt des Leiterparks auch nicht senkrecht nach unten, wenn zum Beispiel die Hydraulik ausfallen würde (redundante Sicherungssysteme mal ausgenommen), sondern bewegt sich auf einer Kreisbahn. In diesem Fall natürlich mit dem Anschlagpunkt des Leiterparks als Drehachse.

Geschrieben von Florian H.Aber real liegt nur die Gewichtskraft an. Und diese wirkt ausschließlich senkrecht nach unten und der Hebelarm mit dem sie arbeitet is der senkrechte Abstand zwischen Kraft und Drehpunkt.

Wie schon beschrieben, sind beide Varianten richtig. Da das Drehmoment ein Produkt ist (Vektoren mal weggelassen), ist es egal welche der beiden Faktoren du mit der Winkelfunktion veränderst. Gleicher Winkel, gleiche Gewichtskraft, gleiche Winkelfunktion -> gleiches Ergebnis.

Gruß,
Alex

"Eigentlich bin ich ganz anders, ich komm' nur so selten dazu" (Ödön von Horváth)

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AutorFlor8ian8 H.8, Münnerstadt / Bayern724488
Datum13.05.2012 08:1535022 x gelesen
Geschrieben von Thorben G.Ähm? b) gilt doch auch nicht als falsch. Mir persönlich ist a) lieber da universeller. Achso, dann war das ein Missverständnis ich dachte es geht darum das b in sich falsch ist. Dabei hatten wir ja schon festgestellt das a und b vergleichbar sind :)

Geschrieben von Thorben G.Deine "effektive Länge" kannst aber auch nicht so ohne weiteres herleiten ohne den Winkel des Arms zu kennen. Gut, wenn du es experimentell ermiteln willst ist das Maßbad ein klein wenig einfacher als 'nen Winkel zu messen und dann den (co)sinus daraus zu erhalten. Aber zeig mir mal im Leiterpark den Schwerpunkt, wenn dieser sowohl mit dem Ausfahren als auch Aufrichtwinkel variiert... Die Schwerpunkte zu ermitteln dürfte die weitsaus größere Arbeit sein. Ja, dem stimme ich zu. Die Schwerpunkte zu ermitteln dürfte mit unseren Methoden das schwierigste sein. Zum Glück haben die Leute die das aber beruflich Konstruieren technische Hilfsmittel um sich das zu erleichtern:)

Geschrieben von Thorben G.Nö, die gerade nicht. Nur den Winkel des Arms zur Gewichtskraft. Stimmt, mein Fehler. Wollte ich eigentlich noch löschen vorm absenden ist dann wohl beim Korrekturlesen vergessen worden.

Geschrieben von Thorben G.Für die reine Gleichgewichtswippspielchen klappt das, siehe ja die Variante b)
Aber jetzt nehmen wir mal Seitenwind dazu, von links nach rechts wehend...
Ok ich glaube da liegt der Knackpunkt. Ich habe rein von der Drehmomentenberechnung durch die Gewichtskraft gesprochen und dafür die einfachere Variante gesucht. Für den Fall, dass noch Windkräfte dazu kommen stimme ich dir vollkommen zu. Diese wirken seitlich und ggf. auch schräg auf den Leiterpark. In dem Fall käme eine Kräftezerlegung wie aus a, mit dann anderen Armen zu b, noch dazu. Das ist richtig. Ich dachte nur wir sind noch mit der "einfachen" Aufgabenstellung beschäftigt.

Dann sind wir ja insgesamt doch einer Meinung :)

MFG Flo

Wer aufhört besser zu werden, hört auf gut zu sein.

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AutorFlor8ian8 H.8, Münnerstadt / Bayern724489
Datum13.05.2012 08:1834756 x gelesen
Geschrieben von Thorben G.Nee, weil der Kraftarm sowohl die größere Länge als auch die größere Gewichtskraft aufweist. So wie gezeichnet wäre sie gerade munter am Kippen nach rechts. Real wäre die Gewichtskraft auf der Lastarm = Fzg-Seite deutlich größer als die paar Kilo Leiterpark und Korb auf der Kraftamseite der blaue Pfeil auf der Lastseite müsste deutlich läng sein wenn es nicht kippen soll.
Achso, das hab ich als zeichnerische Freiheit aufgefasst und deswegen nicht extra angemerkt. Die Gewichtskraft des Fahrzeugs wirkt natürlich als Gegenstück so dass die Drehleiter nicht kippt und muss größer sein.

MFG Flo

Wer aufhört besser zu werden, hört auf gut zu sein.

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AutorFlor8ian8 H.8, Münnerstadt / Bayern724490
Datum13.05.2012 08:3534950 x gelesen
Geschrieben von Alexander W.Damit liegst du leider falsch. So wie es Thorben beschrieben hat, ist das schon ok. Es ist völlig legitim die senkrecht nach unten gerichtete Gewichtskraft in zwei Komponenten zu zerlegen. Davon steht die eine senkrecht auf dem Hebelarm (Radialkomponente) und die andere in Richtung des Hebelarms. Ja Thorben hat durchaus recht. Mit Fehler war vielmehr gemeint, dass es komplizierter zu berechnen wird. Vergleich mal das Verktorkreuzprodukt mit der Kraft*Hebel-Berechnung aus der Statik :)

Geschrieben von Alexander W.Die Komponente in Richtung des Hebelarms wird durch die Gegenkraft des Drehpunktes aufgefangen. Und weil genau diese Gegenkraft da ist, fällt der Schwerpunkt des Leiterparks auch nicht senkrecht nach unten, wenn zum Beispiel die Hydraulik ausfallen würde (redundante Sicherungssysteme mal ausgenommen), sondern bewegt sich auf einer Kreisbahn. In diesem Fall natürlich mit dem Anschlagpunkt des Leiterparks als Drehachse. Da reden wir jetzt aber von einem ganz anderen Betrachtungsfall. Real betrachtet hast du recht. Der Leiterpark ist in einem Drehpunkt festgesetzt um den er sich beim aufrichten/absenken bewegt. Fällt alles aus würde sich der Leiterpark aufgrund dieses Drehgelenks Kreisbogenartig (um diesen Drehpunkt) nach unten bewegen. Das ist richtig.
Ich meinte jedoch einen vollkommen alleinstehenden Leiterpark (sozusagen frei schwebend im Raum). Wenn dieser losgelassen fällt, dann fällt er in der Position in der er sich befindet gerade nach unten. Durch die Gewichtskraft. Luftwiderstand, Reibungswiderstand und die detailierte reale (!) Einzelkraftverteilungen mal außen vor gelassen, welche den Leiterpark auch wieder Stellenweise während des Falls (mehr oder weniger) positiv bzw. negativ beschleunigen würden womit er sich wieder (mehr oder weniger) drehen würde.

Geschrieben von Alexander W.Wie schon beschrieben, sind beide Varianten richtig. Da das Drehmoment ein Produkt ist (Vektoren mal weggelassen), ist es egal welche der beiden Faktoren du mit der Winkelfunktion veränderst. Gleicher Winkel, gleiche Gewichtskraft, gleiche Winkelfunktion -> gleiches Ergebnis. Genau. Das hatten Thorben und ich auch schon so besprochen. Zuletzt war ich jedoch einem Missverständnis aufgesessen :)

MFG Flo

Wer aufhört besser zu werden, hört auf gut zu sein.

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AutorAlex8and8er 8W., Linden / Hessen724493
Datum13.05.2012 09:4234727 x gelesen
Geschrieben von Florian H.Ja, dem stimme ich zu. Die Schwerpunkte zu ermitteln dürfte mit unseren Methoden das schwierigste sein. Zum Glück haben die Leute die das aber beruflich Konstruieren technische Hilfsmittel um sich das zu erleichtern:)

Richtig, das ist das was ich in meinem ersten Post mit "vermutlich ziemlich komplizierter Dichtefunktion" meinte ;)

"Eigentlich bin ich ganz anders, ich komm' nur so selten dazu" (Ödön von Horváth)

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AutorUlri8ch 8C., Düsseldorf / NRW724499
Datum13.05.2012 11:5435198 x gelesen
Geschrieben von Florian H.Sowohl die Gewichtskraft des Fahrzeugs in die eine Richtung als auch die Gewichtskraft des Leiterparks (samt Korb) in die andere Richtung

Nein, nur die Anteile, die auf den jeweiligen Seiten des Drehpunktes liegen.... (wäre der Leiterarm verkürzt bis hinter den Drehpunkt ergibt sich gar kein Drehmoment in Kipprichtung.


Geschrieben von Florian H.Die Lage des Schwerpunkts verändert sich mit der Länge wie weit der Leiterpark ausgefahren ist und wie hoch der Korb belastet ist

und wie die Neigung ist....
Wirken tut aber nur der Anteil der (auf die Skizzen bezogen) in der Aufsicht rechts vom Drehpunkt ist.


Geschrieben von Florian H.Diese Gewichtskraft wirkt immer in Richtung des Erdmittelpunktes. Wenn da keine Gegenkräfte wären würde der Leiterpark geradewegs nach unten fallen. Er würde aber nicht nach rechts und auch nicht nach links "fliegen". Denn dorthin wirkt keine Kraft, auch kein Teil der Kraft.


Korrekt
Ganz gut erklärt hier in der Aufgabe zum zweiseitigen Hebel mit schräg wirkenden Kräften:
http://www.mathe-physik-aufgaben.de/aufgaben_physik1/HEBEL_02A.pdf

-----

mit privaten und kommunikativen Grüßen


Cimolino

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AutorHans8wer8ner8 K.8, Kirnitzschtal / Sachsen724533
Datum13.05.2012 19:2534836 x gelesen
Hallo Zusammen,
So langsam weiß man hier ja nicht mehr was Richtig was relativ Richtig oder was Irrtum sein soll;-)

Insgesamt wurde doch hier v.a. Richtiges! gesagt.
Damit ist das wesentliche doch herausgearbeitet, welches Geheimnis wird noch vermutet?

Man muß halt beachten:
Das Hebelgesetz ist ein ideales Gesetz. Es geht von massefreien Hebeln, Drehpunkte ohne Reibung und einem völlig unelastischen System aus. Dazu sind die Bewegungsgeschwindigkeiten nahe 0, also ohne Trägheitsmomente.

Die realen Hebel sind massebehaftet und deshalb mit dem Masseschwerpunkt einzubeziehen, genau so die Zusatzkräfte auf denselben Hebel. Also jede Kraft und/oder jeder weitere Hebel erzeugt ein eigenes Drehmoment (rechts- oder linksumlaufend) Die Gesamtheit aller Momente ergibt ein Richtmoment. Zeigt dieses zwischen zwei Auflagen/Drehpunkten ist das System erst mal stabil. Natürlich nur so lange wie die Summe der Drehmomente auf die Gegenstütze betrachtet genau die andere Drehrichtung ergibt.

Was bleibt übrig? Richtig: die dynamischen Kräfte. Als solche sollte man Wind, Reaktionskräfte aus Strahlrohren und ggf. den Sprung in den Korb, extensives Schwingen beim Besteigen usw. sehen.
Diese sind etwas schwierig einzuordnen weil die Größenordnungen sehr stark schwanken können und man hier die Dämpfung des Systems kennen muß. Also Alles (dynamische) was in andere Energieformen umzuwandeln geht, wird kein Drehmoment;-)

Regionale Windstärken (auch Wetterlagen) und LAV-Drücke sind definierbar (statische Momente), danach kommt das berühmte Fingerspitzengefühl

Sicher geht auch die Anleiterrichtung ein. Die muß ja nicht 0/180° also in/gegen Fahrtrichtung oder 90° sein, sondern dazwischen. Hier ist aber eigentlich nur der Wirk-Drehpunkt fürs Moment in der Z-Achse zu definieren.

mkg hwk

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AutorChri8sti8an 8T., Recklinghausen/ Fw. Herten / NRW724550
Datum13.05.2012 22:5934870 x gelesen
....einfach mal nach "Winkelhebel" gegoogelt? Siehe Erklärung auf Seite 5 deines Links :-) ???

Gruß
Christian

Und wie bei allen anderen auch: Alles meine private Meinung!

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AutorFabi8an 8R., Düsseldorf / NRW724921
Datum18.05.2012 17:0734706 x gelesen
Hallo zusammen,

entschuldigt bitte dass ich mich erst jetzt wieder melde.

Ich muss es nochmal sagen: In diesem Thread wurde mein Horizont was Hebel in der Praxis und Theorie angeht doch nochmal gehörig erweitert. Das ultimative Rätsel bleibt für mich jedoch weiterhin, warum die vorgesehene Lösung derart mit den hier dargestellten - mehr als plausiblen - Zusammenhängen kollidiert.

Deshalb nochmal meine konkrete Nachfrage, wie bewertet ihr folgende Annahme:

Der Drehpunkt ist der tatsächlich praktische Drehpunkt des Leiterparkes, in welchem er seine Neigung ändern kann. Kraft 1 wirkt vom Korb zum Boden, Kraft 2 wirkt vom Leiterpark auf die Stütze bzw. die Radaufstandsfläche. Es liegt somit ein einseitiger Hebel vor.

Meiner unmaßgeblichen Meinung nach ist das so im Wesentlichen nicht falsch solange das System im Gleichgewicht ist. Beim Kippvorgang jedoch (die Leiterneigung bleibt unverändert, die Leiter kippt als Gesamtes) würde sich der Drehpunkt des einseitigen Hebels ja theoretisch nach oben bewegen, wobei ich immer noch der Meinung bin, dass es dann einen neuen Drehpunkt mit je einem Last- und einem Kraftarm gibt.

Ich habe das provisorisch auch mal skizziert (leider kann ich die Bilder nicht vernünftig einbetten, liegt das am Browser Chrome?):

Variante "Einseitiger Hebel"

Variante "Zweiseitiger Hebel"

Es geht bei den Zeichnungen nur ums Prinzip, besonders die Längen der Kraftpfeile sollen keine Rolle spielen. Ich habe auch nicht alle wirkenden Kräfte eingezeichnet. Und das Variante zwei wohl ein Propeller werden würde, wäre da nicht der Boden im Weg.

Ich hänge einfach noch an dieser fundamentalen Problemstellung, sorry.

Danke nochmals,

Grüße,
Fabian

Ich schreibe hier nur, ausschließlich und uneingeschränkt als PRIVATMANN.
Was ich hier schreibe, ist einzig und allein meine Meinung.
-
"Die Polizei lobte den Einsatz der Ersthelfer, die während die Streife den Unfall aufnahm, vorbildlich die Verkehrsregelung übernahmen." Aus der Berichterstattung zu einem VU in der Region Main-Rhön.

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AutorUlri8ch 8C., Düsseldorf / NRW724922
Datum18.05.2012 17:2734821 x gelesen
Geschrieben von Fabian R.Kraft 1 wirkt vom Korb zum Bode

nein, die wirkt ideal im Schwerpunkt des Teils rechts vom Drehpunkt (der Drehachse) und das ist nicht der Korb...


Geschrieben von Fabian R.Kraft 2 wirkt vom Leiterpark auf die Stütze bzw. die Radaufstandsfläche. Es liegt somit ein einseitiger Hebel vor.

ist aber ein zweiseitiger...


Geschrieben von Fabian R.
Variante "Zweiseitiger Hebel"

Es geht bei den Zeichnungen nur ums Prinzip, besonders die Längen der Kraftpfeile sollen keine Rolle spielen. Ich habe auch nicht alle wirkenden Kräfte eingezeichnet. Und das Variante zwei wohl ein Propeller werden würde, wäre da nicht der Boden im Weg.


Wo kommt denn die Kraft am Leiterstuhl nach oben her? Zieht da einer?

Die Kraft wirkt nicht nach oben, sondern nach unten! (Das Ding kippt, wenn die Kraft rechts größer als die links ist...)

-----

mit privaten und kommunikativen Grüßen


Cimolino

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AutorFabi8an 8R., Düsseldorf / NRW724923
Datum18.05.2012 17:4234859 x gelesen
Hallo,

Geschrieben von Ulrich C.nein, die wirkt ideal im Schwerpunkt des Teils rechts vom Drehpunkt (der Drehachse) und das ist nicht der Korb...

das habe ich aus den vorangehenden Beiträgen auch so aufgenommen, es ging mir bei den Schaubildern nur um die Hebelart. Aber Danke für die Ergänzung, die natürlich richtig ist.

Geschrieben von Ulrich C.ist aber ein zweiseitiger...

Ja das dachte ich auch.

Geschrieben von Ulrich C.Wo kommt denn die Kraft am Leiterstuhl nach oben her? Zieht da einer?

Die Kraft wirkt nicht nach oben, sondern nach unten! (Das Ding kippt, wenn die Kraft rechts größer als die links ist...)


Jetzt! Da ist er gefallen, der Groschen. Danke, da hatte ich wirklich Schuppen auf den Augen!

Ich schreibe hier nur, ausschließlich und uneingeschränkt als PRIVATMANN.
Was ich hier schreibe, ist einzig und allein meine Meinung.
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"Die Polizei lobte den Einsatz der Ersthelfer, die während die Streife den Unfall aufnahm, vorbildlich die Verkehrsregelung übernahmen." Aus der Berichterstattung zu einem VU in der Region Main-Rhön.

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 11.05.2012 19:03 Fabi7an 7R., Düsseldorf
 11.05.2012 19:11 Jürg7en 7M., Weinstadt
 11.05.2012 20:20 Ulri7ch 7C., Düsseldorf
 11.05.2012 21:24 Flor7ian7 H.7, Münnerstadt
 11.05.2012 21:30 Fran7k S7., Nossen
 11.05.2012 21:38 Flor7ian7 H.7, Münnerstadt
 11.05.2012 21:44 Ulri7ch 7C., Düsseldorf
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 12.05.2012 06:25 Fabi7an 7R., Düsseldorf
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 12.05.2012 12:08 Thor7ben7 G.7, Leese <-> OS
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 13.05.2012 08:35 Flor7ian7 H.7, Münnerstadt
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 12.05.2012 12:52 Alex7and7er 7W., Linden
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 12.05.2012 16:14 Thor7ben7 G.7, Leese <-> OS
 12.05.2012 16:38 Fabi7an 7R., Düsseldorf
 12.05.2012 16:54 Thor7ben7 G.7, Leese <-> OS
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 12.05.2012 17:33 Jan 7Ole7 U.7, Hamburg
 12.05.2012 16:48 Mirk7o S7., Dessau
 12.05.2012 16:58 Thor7ben7 G.7, Leese <-> OS
 12.05.2012 17:06 Mirk7o S7., Dessau
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 12.05.2012 18:01 Mirk7o S7., Dessau
 12.05.2012 18:05 Alex7and7er 7W., Linden
 12.05.2012 19:07 Ulri7ch 7C., Düsseldorf
 12.05.2012 23:07 Flor7ian7 H.7, Münnerstadt
 13.05.2012 00:16 Thor7ben7 G.7, Leese <-> OS
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 12.05.2012 23:04 Flor7ian7 H.7, Münnerstadt
 13.05.2012 00:10 Thor7ben7 G.7, Leese <-> OS
 13.05.2012 08:15 Flor7ian7 H.7, Münnerstadt
 13.05.2012 09:42 Alex7and7er 7W., Linden
 11.05.2012 19:13 Jan 7K., Niederlungwitz
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 11.05.2012 19:46 Fabi7an 7R., Düsseldorf
 11.05.2012 19:47 ., Haan / Rhld
 11.05.2012 19:50 Jürg7en 7M., Weinstadt
 11.05.2012 20:04 ., Haan / Rhld
 11.05.2012 20:29 Jürg7en 7M., Weinstadt
 11.05.2012 21:05 ., Viskafors
 11.05.2012 21:19 ., Haan / Rhld
 18.05.2012 17:07 Fabi7an 7R., Düsseldorf
 18.05.2012 17:27 Ulri7ch 7C., Düsseldorf
 18.05.2012 17:42 Fabi7an 7R., Düsseldorf
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