Mechanische Aufgabe nicht rechnen kann?
Ich habe Probleme mit Problem b
Nach 2. Newtonschen Gesetz gilt
(m1+m2+m3+m4+....)a = m1g
Aber wie berechne ich die Summe m1+m2+m3+m4+.... wenn ich m2, m3, m4 usw. nicht weiß?
Ich habe meinen Lehrer gefragt, aber seine Erklärung verwirrt mich nur noch mehr...
Eigentlich ist ihm egal, ob ich a oder b zuerst löse.
Danke für Hilfe im Voraus.
2 Antworten
Also: Klugscheißerisch nehmen wir an, dass a) die Umkenkrolle reibungsfrei ist, b) die Massen (bis auf M1 ganz rechts) auf einem (auf der Erde, genau genommen nach einer seit fünfzig Jahren ungültigen Definition am "Normort Zürich" stehenden) ebenen (unendlichen) Tisch stehen und die Reibungskoeffizienten zwischen jeder Masse und dem Tisch alle gleich sind. Außerdem wirkt NUR die Schwerkraft senkrecht zur Tischfläche, und keine Magneten oder anderen Kraftquellen. (Gibt beim Lehrer vielleicht Gummipunkte, wenn du diese Voraussetzungen wiederholst).
DANN gilt: Die einzige Kraft, die im Seil 5N erzeugen kann, ist die Gewichtskraft der (rechten) Masse m1. Mit a=g=9,81 m/s^2 (Erdbeschleunigung am genannten Ort Zürich) und F=5N bestimmst du m Recht einfach über m1=F/g. Ausrechnen darfst du selbst.
Weiter zu b): im zweiten Seil beträgt die Kraft 2,5N. Wohin ging der Rest? Wohl in Reibung der linken Masse m1 auf dem Tisch. (Siehe Antwort von halswirbelstrom.) Damit weißt du: im vorliegenden Fall: Die Reibungskraft ist die Kraft senkrecht zum Tisch (m1*g)*Reibungskoeffizient r und gleich den "verlorenen" 2,5N. Daraus ergibt sich (hoffentlich klar, sonst nachfragen) der Reibungskoeffizient zu 0,5.Der gilt (siehe Einleitung) für alle Massen, hoffe ich.
Gleiche Reibung, nächste Masse m2: Um bei gleichem Koeffizienten die halbe Reibkraft zu erzielen, muss die Masse halb so groß sein wie m1. Ebenso für m3, wodurch sich eine Summe der Massen (eine"Reihe") ergibt. Diese Summe ist gesprochen (leider beherrsche ich Formeln hier nicht): Summe von i=1 bis unendlich von (m1/2 hoch (i-1)). Du kannst nachschlagen; ich meine, dass diese Reihe gegen zwei strebt. Damit wäre die Gesamtmasse auf dem Tisch 2*m1, mit dem vorher berechneten Reibungskoeffizienten 0,5 ergibt sich die Reibungskraft 2*m1*g*0,5, die "zufällig" gleich der Gewichtskraft der rechten Masse m1 ist. Kräftegleichgewicht -> nix beschleunigt oder a=0.
C) "macht keinen Sinn" - na und? Wichtig ist wieder nur die Kraft im ersten Seil, die an m1 zieht. 1 N, also m1 = 102g. Dass am zweiten Seil die doppelte Kraft zieht, spätestens das zwanzigste Seil (vermutlich ein früheres) reißen und eine der späteren Massen ein Schwarzes Loch werden muss, interessiert für die Lösung nicht mehr...
O.k., leider habe ich das ganze Bild erst jetzt gesehen - sorry! Dann gilt: Wenn m1 =1kg und F trotzdem nur 5 N, ist die gesamte Gegenkraft (durch Reibung) ebenfalls 5N. Daraus folgt aber, dass die Beschleunigung a aus (Gewichtskraft von m1 minus Kraft F im Seil)/m1 berechnet werden kann, nämlich der umgeformten Gleichung F=m * a.
Weiter kann man wie oben die Reibungskraft der ersten Masse zu 2,5N berechnen, daraus den Reibungskoeffizienten zwischen Tisch und Massen zu 0,25 (aus F[reib] = G * r). Die zweite und weiteren Massen dann aus der jeweils halbierten Kraft im Seil zu jeweils der Hälfte der vorhergehenden Massen.
Ich hoffe, damit klappt es diesmal.
Danke Mike, aber weißt du was, ich hab meinen Lehrer nochmals gefragt und er sagt, dass die Reibungskraft ist nicht hier einzurechnen....
Ich habe gerechnet im Fall b) ohne Reibungskraft: m1*g-S1=m1*a
=>a = 9m/s^2
aber dann S1-S2= -1 = m4*a => m4= -1/9<0
das ist dann widersprüchlich :/ ...
Aufgabenteil c) macht m.E. keinen Sinn, denn die Reibungskraft ist reaktiv und daher ist sie nicht in der Lage, das mechanische System nach links zu verschieben.
LG H.
hier wird nichts über Reibungskraft gesagt, gehe ich davon aus dass die Reibung vernachlässigt wird, aber ja ich verstehe auch nicht was mein Lehrer meint 🤪 sowieso vielen Dank
Danke für deine Bemühung, mir alles anschaubar zu erklären, nicht nur Formeln zu verwerfen. Ein Problem ist aber, m1=1kg wie zu Beginn der Aufgabe definiert...