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Geneigte Ebene Physik 11

 
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matthias87
Bruchpilot
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Anmeldungsdatum: 12.12.2007
Beiträge: 14

BeitragVerfasst am: So Jan 04, 2009 8:56 pm    Titel: Geneigte Ebene Physik 11 Antworten mit Zitat

Habe gerade ein kleines Problem, ich komme bei folgender Aufgabe aus meinem Lehrbuch nicht weiter:

Ein Körper der Masse 2 kg gleitet eine 8 m lange um 30° geneigte Ebene hinunter und kommt nach 2 sekunden unten an.
Die reibung sie während der Bewegung konstant.
a) berechnen sie die beschl. kraft und b) die größe der reibungskräfte

Lösung müsste laut LB a) 8 N und b) 1,8 N sein
Irgendwie fehlen mir die Ideen und Ansätze
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gaertner
Captain
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Anmeldungsdatum: 03.04.2007
Beiträge: 368

BeitragVerfasst am: Mo Jan 05, 2009 5:46 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Im Physikteil wäre die aufgabe sicher besser aufgehoben...
Aber ich versuche mich trotzdem mal an der Aufgabe Wink

Also um die Beschl. Kraft ausrechnen zu können braucht man die Grundgleichung der Mechanik Wink
F = m * a

ges: F, a
geg: m, alpha, weg, t

Daraus berechnen wir zunächst die reale Beschleunigungstrecke:

Sin alpha = Gegenkathete / Hypothenuse
Sin alpha * Hypothenuse = Gegenkathete (realer Beschleunigungsweg)
Sin 30° * 8m = 4m

jetzt können wir aufstellen:

s = 1/2 * a * t²
a = 2 * s / t²
a = 2 * 4 / 2²
a = 2 m / s²

So jetzt fehlt noch die Kraft F. Hierbei spielt die Reibung zunächst keine Rolle weil wir die Resultierende Kraft suchen. Diese ist:
F(res) = 2kg * 2 m/s²
F(res) = 4N

Nun können wir behaupten, dass die Resultierende Kraft die Beschleunigte Kraft ohne Reibung - Reibungskraft ist, also:

F(res) = F(bes) - F(rei)

F(bes) = m * a
m ist wieder 2kg
a ist auf der Erde im Reibungsfreien Raum ca. 10
=> F(bes) = 2kg * 10m/s²

F(bes) = 20N

F(rei) = F(bes) - F (res)
F(rei) = 16N

Somit haben wir die Reibungskraft die wäre 16 Newton.
Die Kraft die nach unten beschleunigt wäre 20 Newton.

Jetzt hat entweder mein Denkansatz oder die Lösung von dir einen Fehler, ich hoffe ich habe zu mindest einen Denkanstoß gegeben.

lg gaertner
_________________
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Klare Ziele und den brennenden Wunsch, sie zu erreichen.
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murat2
Captain
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Anmeldungsdatum: 31.10.2006
Beiträge: 202

BeitragVerfasst am: Mo Jan 05, 2009 7:21 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Also. Die wirksame Beschleunigungsstrecke beträgt 8 Meter.

a rechnest du aus, wie von gaertner beschrieben. (außer, dass die Wegstrecke 8 m sind ^^)
dann F=m*a
F=2kg*4 m/s² = 8 N

Jetzt die Reibungskräfte

allg Kräfteansatz (Kräfte die wirken, ohne Richtungsangabe)

F(res)=F(hangabtriebskraft)+F(Reibunskraft)
(über jedem "F" gehört ein Vektorpfeil, aber hier leider nicht möglich)

in Koordinatenschreibweise (wie Kräfteansatz nur mit Koordinaten)

F(res)x=F(hang)x+F(reibung)x

mit F(res)x=8N
F(Hang)x=m*g*sin30
F (Reibung)x=Frx

8 N = m*g*sin30+F(reibung)x

F(reibung)x=-1,8N (ist ja entgegen der Hangabtriebskraft)

F(reibung)=1,8N



Da der Betrag gefragt ist, kommt 1,8 N raus.

Anmerkung: Mein Bezugssystem sagt aus, dass die x-Richtung den Berg hinunter ist. (deshalb ja: Reibungskraft negativ)

Jetzt hast du auch die Ergebnisse, die richtig sind. In diesem Fall sind also die Buchergebnisse vollkommen korrekt.


Zuletzt bearbeitet von murat2 am Mo Jan 05, 2009 7:40 pm, insgesamt 7-mal bearbeitet
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matthias87
Bruchpilot
Bruchpilot


Anmeldungsdatum: 12.12.2007
Beiträge: 14

BeitragVerfasst am: Mo Jan 05, 2009 7:24 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Klausur war heute und es kam zum Glück nicht so ein Mist dran Wink

Auf jeden Fall Danke!
Werde da noch mal meinen Lehrer fragen, kann natürlich sein das im Buch ein Fehler ist...

Was hat es mit dem F(res) auf sich, bedeutet das F - Rest ?!
Hatte es sschon einmal bei meiner Vorbereitung gesehen, aber eine Erklärung habe ich nicht gefunden.

-Thema kann natürlich gerne verschoben werden, war mir nur gestern in der allgemeinen Hektik nicht aufgefallen Wink -
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