Physik, schiefe Ebene Aufgabe?
Ich bräuchte mal dringend jemanden, der mir diese Aufgabe lösen kann:
Um mit einer Schubkarre auf die Ladefläche eines Lastwagens zu fahren stehen einem Arbeiter zwei unterschiedlich lange Bretter zur Verfügung. Das eine ist 3,5m lang das andere 4,3m. Die Ladefläche befindet sich 95cm über der Straße, die Schubkarre inklusive Ladung hat eine Masse von 65kg. Berechne für beide Fälle die Kraft, die der Arbeiter aufbringen muss, um die Schubkarre auf die Ladefläche zu schieben!
Vielen Dank und liebe Grüße 🙂
2 Antworten
Arbeit = Kraft mal Weg
Kraft = Arbeit / Weg
Rechne aus, wieviel Energie (in Form von Höhe, also Lageenergie) deine Masse besitzt wenn sie auf der Ladefläche ist, die Strecken sind ja durch die Längen der Bretter gegeben und dann rechnest du die Kraft aus
Der Mann hat zwei Bretter. So weit so gut. "Berechne für beide Fälle..."? Wenn der Mann schlau ist, schraubt er beide Bretter aneinander. Weile die Schubkarre einiges wiegt, müssen die Bretter sich dabei überlappen. 7m sind realistisch mit Sicherheitsspielraum. Damit gibt es also insgesamt eine gut Möglichkeit und zwei weniger effiziente. Außerdem kann er die Bretter auch noch lose aufeinander legen. Dann hat er allerdings 2 verschiedene Winkel, und damit auch verschiedene Kräfte. Die Bretter werden sich aber auch durchbiegen... Mit "Kraft für beide Fälle" ist das also nicht wirklich getroffen.
Der Ansatz über W = F * s ist nicht ganz realistisch, denn es gibt zwei Kräfte zu berücksichtigen: das eine ist die Hangabtriebskraft, also die Kraft, mit der er die Karre halten muss, damit sie auf der Schiefen Ebene in Ruhe bleibt. Zudem muss er aber auch die Holme erst mal hoch heben. Dazu müsste man also noch die Hebellänge der Griffe kennen.
Außerdem weiß jeder Bauarbeiter und Stallausmister, dass man eine Schubkarre nicht mit gleichbleibender Geschwindigkeit über das Brett nach oben schieben würde. Man nimmt einen gewissen Anlauf, so dass die Bewegungsenergie gerade so groß ist, dass man die in Lageenergie umwandeln kann und oben fast im Stillstand ankommt. Das ist viel effizienter und kraftschonender als die Karre langsam gegen die Hangabtriebskraft zu schieben und das Abbremsen spart man sich auch noch.
Wahrscheinlich will dein Lehrer nur die Gewichtskraft mit dem Sinus des Winkels multipliziert haben. Wie (zu) viele Aufgaben aus der Schule ist das aber vollkommen unrealistisch.