Ich komme momentan nicht in Physik weiter?
Die Frage lautet:
Um sein Auto (m=1,2t) bequem auch von unten reparieren zu können, hat sich Herr K. auf seinem Grundstück vor der Garage eine Rampe gebaut, an deren oberem Teil ein Motor (M) befestigt ist, der gegebenenfalls auch ein Hochziehen des PKW ermöglichen würde.
1) Berechnen sie die verrichtete Arbeit während der gelichförmigen Aufwärtsbewegung des Wagens unter Beachtung eines Reibungskoeffizienten von 0,03!
2) Wie groß ist der prozentuale Anteilder Reibungsarbeit?
3) Stellen Sie die verrichtete Arbeit in einem F-s- Diagramm dar! Kennzeichen sie den Anteil der Reibungsarbeit!
4) Bestimmen sie die verrichtete Arbeit aus dem Diagramm, und vergleichen Sie das Ergebnis mit dem in der Aufgabe 1) berechneten Wert!
Was sind die Höhe der Rampe und ihr Neigungswinkel? Die Höhe ist nötig, um die Hubarbeit überhaupt berechnen zu können, und der Neigungswinkel, um die Reibung mit einzubeziehen.
Höhe: 2m
Länge der Strecke: 6m
Wie ist die Neigung?
Ist leider nicht angegeben
Is mit der Strecke die waagerechte Strecke gemeint oder die Strecke auf der Rampe?
Die Strecke auf der Rampe
1 Antwort
Ohne die Reibung ist die Sache ja einfach: Die Hubarbeit ist die zugeführte potentielle Energie, also Masse mal Erdbeschleunigung mal Höhe:
W = m g h
Dazu wird nun noch die Reibungsarbeit addiert. Man berechnet sie nach der Formel Arbeit = Kraft mal Weg. Die Kraft ist die Reibungskraft und der Weg ist die Strecke auf der Rampe.
Die Reibungskraft ist die Normalkraft (Auflagekraft) mal dem Reibungskoeffizienten.
Die Normalkraft errechnest Du so: Gewichtskraft mal cos des Steigungswinkels, oder: Gewichtskraft mal waagerechte Strecke durch dir Strecke auf der Rampe.
Die waagerechte Strecke bekommst Du mit dem Pythagoras aus der Strecke auf der Rampe und der Höhe.
Im F-s-Diagramm ist die verrichtete Arbeit die Fläche unter der Kurve. (Mathematisch gesprochen ist das das Integral über die Kraft nach dem Weg.)
Wenn Du genauer lesen willst, wie die Kräfte auf der Rampe funktionieren, findest Du Erklärungen dazu unter "Schiefe Ebene". Du kannst z.B. mal hier schauen:
https://www.grund-wissen.de/physik/mechanik/kraftwandler-und-getriebe/schiefe-ebene.html