
Ein Rad mit Radius r rollt mit der konstanten Geschwindigkeit des Mittelpunktes v=(1, 0) auf der x-Achse. Zum Zeitpunkt t=0 hat der Punkt P, der fest auf dem Rand des Rades ist, die Koordinaten (0, 2r).
- Wie groß ist die Winkelgeschwindigkeit ω, wenn das Rad mit der Geschwindigkeit v rollt?
- Welche Bahnkurve
beschreibt der Punkt P (gesucht sind x(t) und y(t))?
Lösung
a )
Die Winkelgeschwindigkeit beschreibt den Winkel, der in einem bestimmten Zeitintervall zurückgelegt wird:

Es gilt weiterhin:

Gleichsetzen:

b )
Um die Bewegung des Punktes P zu beschreiben, betrachten wir zunächst die Bewegung des Mittelpunktes:

Aufgeleitet:

Bestimmung von c mit Hilfe der Rahmenbedingungen:

Bewegung von P bezüglich des Mittelpunktes

Die beiden Bewegungen überlagern sich ungestört, sie werden daher addiert:




