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Man kann das am besten durch eine Energiebetrachtung berechnen:
Wenn ein Gewicht von 30 g aus einer Höhe von 10 cm fällt, dann wird \(E_{pot} = m\cdot g\cdot h =0,03 kg * 9,81 m/s^2 * 0,1 m= 0,03 J \) in kinetische Energie umgewandelt, die das Gewicht beim Aufprall auf die Speichen idealerweise vollständig an das Rad abgibt. Danach dreht sich das Rad und das Gewicht bewegt sich innerhalb des Rads nach unten. Aus deiner Beschreibung geht nicht hervor, in welcher Höhe das Gewicht wieder aus dem Rad fällt, aber ich schätze mal nach ca. 20 cm. Das bringt nach obiger Formel nochmals \(0,06 J\). Insgesamt bekommst du also \(0,09 J\) pro Gewichtsstück. Lässt du z.B. alle 3 Sekunden ein Gewichtsstück fallen, bekommst du eine Leistung von \(0,03\ Watt\). Das ist nicht viel.
Wenn ein Gewicht von 30 g aus einer Höhe von 10 cm fällt, dann wird \(E_{pot} = m\cdot g\cdot h =0,03 kg * 9,81 m/s^2 * 0,1 m= 0,03 J \) in kinetische Energie umgewandelt, die das Gewicht beim Aufprall auf die Speichen idealerweise vollständig an das Rad abgibt. Danach dreht sich das Rad und das Gewicht bewegt sich innerhalb des Rads nach unten. Aus deiner Beschreibung geht nicht hervor, in welcher Höhe das Gewicht wieder aus dem Rad fällt, aber ich schätze mal nach ca. 20 cm. Das bringt nach obiger Formel nochmals \(0,06 J\). Insgesamt bekommst du also \(0,09 J\) pro Gewichtsstück. Lässt du z.B. alle 3 Sekunden ein Gewichtsstück fallen, bekommst du eine Leistung von \(0,03\ Watt\). Das ist nicht viel.
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stefriegel
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Hey stefriegel, Danke für die Erklärung - habe oben mal ne Skizze hinzugefügt, wäre es denn dann auch so, wenn das Gewicht ne Kugel wäre, dass diese die Energie den ganzen Weg abgeben würde, bis diese die Kurve überwindet, bzw. aus dem "Rad" rausläuft ? Oder ändert sich an der Formel bzw. Energiegewinnung nichts ?
─
user77facb
11.05.2024 um 23:12
Entscheidend ist ausschließlich der Höhenunterschied, den die Kugel auf ihrem Weg zurücklegt. Denn die ganze Energie kommt bei diesem Aufbau aus der potentiellen Energie m*g*h der Kugeln, also aus der Differenz der Höhe vorher und nachher.
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stefriegel
12.05.2024 um 00:03