Frage von OpusAnima, 36

Physik Kräfte, totaler Denkfehler?

Hey, ich habe mal eine Frage zu Physik und komme einfach nicht drauf, vermutlich ein Denkfehler.

In einem Aufbau sind 3 Kisten gegeben. Die erste K1 links liegt auf einer schrägen Fläche(30°) und ist mit einem Seil über eine Umlenkrolle mit K2 oberhalb verbunden, welche wiederum über Seil+Rolle mit einer hängenden Kiste K3 verbunden ist. K1 und K2 wiegen gleich viel, K2 zehn mal so viel. Als Aufgabe ist nun gegeben "Wie hängt der Ort z der Kiste K3 von der Zeit ab und nach welcher Zeit schlägt sie auf den Boden auf?" Das ganze soll ohne Reibung betrachtet werden

Wie muss ich nun daran herangehen und warum? Ich denke mir, wenn es keine Reibung gibt kann ich K2 vernachlässigen, aber das ist vermutlich falsch, dewegen bitte ich um Hilfe.

Schon einmal Danke im Vorraus

Antwort
von AnglerAut, 7

Die Trägheit von K2 wirkt ja gegen die Beschleunigungskräfte und wirkt auch ohne Reibung bremsend in Bezug auf die Beschleunigung.

Du hast Kraft 1 und dagegen Kraft 2, diese kannst du von einander abziehen. Dann hast du die restliche Kraft die auf die Gesamtmasse des Systems wirkt und es beschleunigt.

Kommentar von OpusAnima ,

Sprich (F3=K1*g)-(F1=K1*g*sin(30°))?

Kommentar von AnglerAut ,

F3 mit K3 statt K1, sonst ja

Antwort
von ffrancky, 11

Hast du eine Skizze gegeben, damit wir uns ein wenig mehr darunter vorstellen können? Die Höhen der einzelnen Kisten sind wichtig

Antwort
von ProfFrink, 7

Wenn K2 nur waagerecht bewegt wird und keine Reibung wirkt, dann entfällt tatsächlich jegliche Gewichtskraft.

Aber:

Du betrachtest ja ein dynamisches System mit Bewegung und auch Beschleunigung. Dann ist auch eine Massenträgheitskraft im Spiel. Und die wirkt auch auf Deine waagerecht geführten Massen.

Antwort
von woflx, 9

Der Lösungsweg sieht so aus:

- Resultierende Kraft, die an K3 angreift, berechnen.

- Nach der Grundgleichung F=ma die Beschleunigung und damit die Bewegungsgleichung bestimmen.

- Bewegungsgleichung nach der Zeit t auflösen für z=0.

Wenn K2 sich auf der Ebene bewegt, hat sie zwar keinen Einfluß auf die resultierende Kraft, aber ist Teil der Masse des Gesamtsystems, die in die Grundgleichung einfließen muß.

Kommentar von OpusAnima ,

Die an K3 angreifende Kraft wäre dann doch einfach K3+g nach unten und F1 nach 30° oder nicht?

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