Physik, Newton, Hilfe?
Hi, Ich verstehe die Aufgaben 3 und 4 nicht. Keine Ahnung wie ich das mit den Gewichten machen soll. Ich hoffe jemand kann mir helfen.
3 Antworten
Hallo Ahokeyt,
das Massestück übt in Verbindung mit der Gravitationsfeldstärke g›*) mit dem Betrag g = 9,81m⁄s² an der Erdoberfläche die Kraft
(1.1) F›₂ = m₂∙g›
aus. Diese Kraft wird durch die Rolle umgelenkt zur Kraft F›₁ mit gleichem Betrag
(1.2) F = m₂∙g = m₁∙a.
Dabei ist a der Betrag der Beschleunigung a›, die der Wagen erfährt und durch die er nach der gegebenen Zeit t = t₁ die Geschwindigkeit
(2.1) v›(t₁) = v›(0) + a›∙t₁
erreicht. Unter der Annahme v›(0) = 0 (Beschleunigung aus dem Stand) erfährt er dabei die gegebene Verschiebung
(2.2) Δs›(t₁) = ½∙a›∙t₁²
mit dem Betrag
(2.3) s(t₁) = ½∙a∙t₁².
Nun ist freilich nicht a gegeben, sondern t₁ und s(t₁), weshalb wir (2.3) nach a umstellen:
(2.4) a = 2∙s(t₁)/t₁²,
und so wird (1.2) zu
(3.1) m₂∙g = m₁∙2∙s(t₁)/t₁²
uns somit
(3.2) m₂∙g∙t₁²/(2s(t₁)) = m₁.
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*) Das '›' steht dafür, dass sie, wie jede Beschleunigung und die Geschwindigkeit Größen mit Richtung sind.
https://www.frustfrei-lernen.de/mechanik/gleichmaessig-beschleunigte-bewegung-physik.html
s = 0,5 · a · t2 + vo · t + s0
Du brauchst das Zeit-Weg-Gesetz für die gleichmäßig beschleunigte Bewegung. vo steht für die Ausgangsgeschwindigkeit, die ist bei 0 weil der Wagen ja aus dem Stand beschleunigt. Die bereits zurückgelegte Strecke s0 ist auch 0, weil ja keine Strecke zurückgelegt wurde.
Also sieht die ganze Formel nur noch so aus: s = 0,5 · a · t2
Jetzt musst du die Formel nach der Beschleunigung a umstellen.
In t setzt du die Zeit ein, die gebraucht wurde, also die 1.12s und in die strecke s setzt du die 82,9cm also 0,829m ein und schwupp hast du die Beschleunigung des Wagens. Die Kraft, die der Wagen 2 auf den anderen Wagen ausübt ist die Erdanziehungskraft also FG = m2 * g. Das kannst du ausrechnen und diese Kraft kannst du gleichsetzen mit der Kraft F = m1 * a(also die Beschleunigung von vorhin), die sich aus der Beschleunigung ergibt. Das kannst du jetzt nach m1 umstellen und hast die Masse.
Das habe ich gemacht aber ich bekomme 3.71kg und nicht 3.21 kg. Kannst du es vielleicht nochmals nachrechnen, um zu schauen, ob du das gleiche bekommst?
Neben F=m×a braucht man:
Fg=m×g
s=0,5×a×t^2
v=a×t
In D haben wir übrigens ein Dezimalkomma und keinen Punkt (an den Lehrer).