Physik für Schule und Beruf

[DoyleJay]

Hallo zusammen.

Nachdem ich jetzt im Forum eine Weile mitgelesen habe,
muss ich mich erstmal bei der Community für die vielen bewantworteten Fragen bedanken.

Jetzt hab ich allerdings mal ne Frage an die ganzen Physikspezis hier.
Und zwar geht es um das Buch Physik für Schule und Beruf auf Seite 63.

Ein Maschinenteil von 424 kg wird eine geneigte Ebene mit einem Neigungswinkel von 12,0° hinaufgeschoben.
a) Welche Schubkraft ist dazu erforderlich, wenn druch die Reibung auf der geneigten Ebene eine Reibungskraft von 275N auf die 3,5 m lange Ebene wirkt?
b) Wie groß ist die Arbeit, die beim Hinaufschieben verrichtet wird?

Aufgabe a) ist mir klar, die habe ich richtig gelöst. Hab sie nur wegen der zusätzlichen Informationen hingeschrieben.

Bei Aufgabe b) allerdings scheiter ich am richtigen Ergebnis. Hier mal mein Lösungsweg.

W = m x g x sin a x s Also: 424kg x 9,81 m/s^2 x sin 12° x 3,5 m = 3026,79 Nm = 3,02 kJ

Allerdings steht hinten im Buch, dass 3,99 kJ die richtige Antwort ist. Wo kommen die restlichen Joule her
Wäre nett, wenn mir jemand den richtigen Kniff zeigt...

[aeroplano13]

Hi
Aaaaalso:

Das Problem bei der Rechnung ist, dass du die Reibung vernachlässigt hast. Auf Seite 61 des Buches steht die Formel, wie du sie benutzt hast. Zwei Zeilen darüber steht aber auch, dass hier die Reibung vernachlässigt wird!
Da nun aber die unglückliche Situation vorliegt, dass die Reibung mit einbezogen werden soll (siehe Aufgabenteil a), muss die Formel also lauten:

W= ((m*g)*sin (a) +275)*s

275N ist in diesem Fall die Reibungskraft.

Eigenlich hättest du dir das auch viel einfacher machen können, indem du einfach das Ergebnis von a mit dem Weg multiplizierst(3,50 m).

[aeroplano13]

Bei der Gelegenheit kann ich eigentlich selbst auch nochmal 2 Fragen zu den Aufgaben im Buch stellen:

Auf Seite 69 Nr. 14+15

14. Moderne Personenkraftwagen kommen aus einer Geschwindigkeit von 100 km/h nach einem Bremsweg von 40 m zum Stillstand. Mit welcher Kraft müssen die Beläge der vier Scheibenbremsen an die Bremsscheiben gepresst werden, wenn die Fahrzeugmasse 1800 kg beträgt und die Reibungszahl für das System Bremsbelag-Bremsscheibe u= 0,61 ist?

Ich habe hier zunächst mit der Fromel s=(v^2)/(2*a) a bestimmt. Anschließend habe ich mit der Formel Fr=u*Fn Fn bestimmt. Fr ist die Reibungskraft. Fn ist die Normalenkraft, also die Kraft, mit der die Beläge der Scheidenbremsen auf die Bremsscheieben gepresst werden. Zuletzt habe ich das Ergebnis durch 8 geteilt, da es ja vier Bremsscheiben sind, die jeweils von 2 Belägen zusammengepresst werden. Die Kraft verteilt sich also auf 8 Körper.

Die Rechnung sieht wie folgt aus: s=(v^2)/(2*a) a= 9,645m/s^2
dann:
Fr=1800kg*9,645m/s^2 Fr=17.361,014N
dann:
Fr=u*Fn, 17.361,014N=0,61*Fn Fn=28.460,679N
dann:
28.460,679/8 3557,564N

Es sollen aber eigentlich 3600N rauskommen!!


15. Mit welcher Umlauffrequenz muss sich der Rotor einer Industriezentrifuge(Bild 2; Seite 44) mit einem Durchmesser von 1,81m drehen, wenn ein Trennfaktor Z= 100 erreicht werden soll?

Gelöst mit der Formel:

Z=((2*pi*f)^2*r)/g 100=((2*pi*f)^2*0,905m)/9,81m/s^2)
f=5,24min^-1 (was ja eigentlich lächerlich ist...)

Es soll aber 314min^-1 rauskommen...

Ich hoffe, jemand liest sich diesen nun doch sehr lang gewordenen Beitrag durch und hilft mir...

Danke schon einmal im Voraus!

[get it wright]

ist sowas wirklich für die bu relevant? dachte grundlegende formeln reichen aus..
_________________
The Wright brothers, were two Americans credited with inventing and building the world's first successful airplane and making the first controlled, powered and sustained heavier-than-air human flight, on December 17, 1903.

[DoyleJay]

Danke erstmal für die schnelle Hilfe... hab total vergessen die Reibung mit reinzurechnen, obwohl das bei Aufgabe a) auch verlangt wurde

Werd mir die nachfolgenden Seiten mit den Aufgaben morgen zu gemüte führen und vielleicht kann ich dir dann aushelfen.

Und ob das wirklich BU relevant ist, kann ich nicht genau sagen, meine steht demnächst noch an. Arbeite das Buch aber gerade durch, weil ich mein rostiges Physikwissen mal ein wenig auffrischen muss. Und schaden kann es da sicherlich nicht...

[Gast100]

[Thermikus]

Kann mal jemand bitte, der sowohl "..Schule und Beruf" als auch "Denksport Physik" hat, diese beiden Bücher vergleichen?

Ich habe Denksport Physik, bin aber nicht ganz so zufrieden..


Viele Grüße

[DoyleJay]

Also gemeinsam haben die beiden Bücher, dass sie dir die Physik erklären wollen... welch Überraschung

Denksport Physik ist allerdings wesentlich "oberflächlicher" was die Formeln, das Rechnen und die Behandlung der einzelnen Themengebiete angeht. Ich hab mir das Buch auf anraten des Forums zuerst geholt und durchgearbeitet und war von der Erklärungsweise eigentlich ganz angetan, weil Physik schon ne Weile bei mir her ist. Somit hatte ich mit dem Buch einen guten Einstieg in das Thema. Das wars allerdings auch wie ich finde, ein Einstieg. Und da man hier häufiger im Forum liest, dass gewisses Grundwissen was Formeln und Verständnis bei der BU angeht nicht schadet, kann ich dir das Buch Physik für Schule und Beruf soweit empfehlen. Es handelt von ähnlichen Themen wie Denksport Physik, greift allerdings weiter in die Materie rein und erläutert diese auch mehr mit Formeln und Rechnungen. Ich empfinde es wie die damaligen Schulbücher, die man in Physik bekommen hat. Versuch - Deutung - Erklärung - Formel - Rechnung - Aufgaben
Also ist Physik für Schule und Beruf mehr ein fachlich/sachliches Buch und Denksport Physik eher was für den Tüftler als Abendlektüre... oder so ähnlich, du weißt was ich meine, oder?

[DoyleJay]

Ich glaube Aufgabe 14 hast du schon richtig berechnet, allerdings steht als Lösung ~ 3,6 kN im Buch. Und deine Lösung von 3557,564 N gibt gerundet ~3,6 kN. Das ist mir schon bei mehreren Aufgaben im Buch aufgefallen, dass Ergebnisse, die relativ genau errechnet wurden hintem im Buch als wesentlich ungenauere gerundete Zahl drin standen. Deshalb schließe ich mal darauf, dass das von dir errechnete Ergebnis richtig ist, allerdings vom Autor sehr ungenau gerundet dargestellt wurde. Man mag mich korrigieren, falls ich da falsch liege.

Ich hatte die Berechnung allerdings mal nicht mit a gerechnet, weil ich mir nicht sicher war, ob die 100 km/h auf den Rest der Aufgabe bezogen war. Also hab ich folgendermaßen gerechnet:

Fr = m * g
Fr = 1800kg * 9,81m/s^2 = 17685 N

=> Fr = u * Fn nach Fn umgestellt => Fr/u = Fn => 17685N/0,61 = 28947,54 N

28947,54 N / 8 (Wie du sagtest wegen der 4 Bremsen â 2 Bremsbeläge) = 3618,44 N ~ 3,6 kN

Wobei g = 9,81m/s^2 ja eigentlich auf die Gewichtskraft Fg bezogen ist, wodurch meine Berechnung Unsinn ist

Und bei der Aufgabe 15 hab ich folgendermaßen gerechnet:

Z = Fz/Fg => ((2*pi*f)^2*r)/g das dann nach f umgestellt => f= sqrt(Z*g)/(2*pi*r)

f= sqrt(100*9,81m/s^2)/(2*pi*0,905m) = 37,34 min^-1

Was dem scheinbar richtigen Ergebnis auch nicht wirklich ähnelt... also was schließen wir daraus?
Irgendwas stimmt da nicht

Jetzt bin ich nur noch mehr verwirrt...

[aeroplano13]

Das mit dem Runden ist schon ziehmlich extrem. 500 N mal eben so vernachlässigen...Scheint aber die einzige Erkärung zu sein.
Und bei Aufgabe 15: Weiß Gott, was die wollen...

Trotzdem Danke, dass du dich damit beschäftigt hast

[aeroplano13]

Ich muss es wagen, das Forum mit einer weiteren Frage zu bombadieren

Auf Seite 86 des Buches Frage Nr. 1:
Aus einer Sauerstoff-Druckflasche mit 50,0 L Rauminhalt und einem Anfangsdruck von 145 (Ãœberdruck) werden zum Brennschneiden 430 L Sauerstoff entnommen (p = 1 bar). Welchen Druck zeigt die Druckgasflasche nach der Gasentnahme?

Es soll p= 136 bar rauskommen...

Ich steh hier etwas aufm Schlauch.

[FSCM-Pilot]

50L bei 145Bar sind gleich 7250L bei 1Bar (145*50=7250)

davon die 430L abziehen --> 7250 - 430 = 6820L

jetzt wieder auf die 50L bringen, die sich ja in der Flasche befinden:

6820 / 50 = 136,4 Bar

Hoffe es ist einigermaßen verständlich