Frage von master129, 54

Physik Schiefe ebene wtf ?

Jo Leute und zwar hab ich eine aufgabe zu Physik bekommen und ich habe schon was gemacht nur halt hab ich nicht alles ganz verstanden deswegen bitte ich hier um etwas Hilfe So die Aufgabe lautet:

Ein Wagen von 1000Kg Masse soll auf einer Strasse bei 15 Grad Neigung mit Konstanter Geschwindigkeit nach ober gezogen werden a) wie groß ist die Kraft ? b) Der Wagen wird auf der abschlüssigen Strasse abgestellt. Welche Kraft müssen die Bremsen aufbringen, damit er nicht hinunter rollt ? c) der wagen wird nun mit einer beschleunigung von 1,0 m/s^2 bergauf gezogen. Welche Kraft ist dafür notwendig ? d) der Berg hat eine Länge von 20 m . Welche Geschwindigkeit hat der Wagen auf dem Gipfel, wenn er am Fuß stand und mit 1,0 m/s^2 Beschleunigung gleichmäßig beschleunigt nach oben bewegt wird?

So das waren die Fragen und ich hab für a) die Formel F= m mal g mal sin a genommen und dann kam raus 2539 N b) hab ich leider nicht verstanden genauso wenig wie c) und bei d) hab ich 6,324 für die Zeit rausgefunden was aber auch gleichzeitig die geschwindigkeit sein müsste weil die beschleunigung ja 1,0 beträgt wäre echt nett wenn mich jemand korriegieren könnte bzw weiterhelfen könnte danke im Voraus

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von Ahzmandius, 4

Ok dann jetzt alles mal ausführlich:

Als aller erstes musst du für dich festlegen, ob du die Richtung nach unten entlang der Schiefen Ebene oder nach oben als positiv oder negativ festlegst. Es ist üblich die Richtung, die nach unten führt, als negativ anzunehmen (aber kein muss).

Ich lege jetzt die Richtung nach unten als negativ fest.

->

Du hast eine Schiefe Ebene und durch die Gravitation wirkt eine Kraft auf den Zug:

Fgschief = -m*g*sin(a)
(das Minus kommt daher, dass g nach unten wirkt und ich die Richtung nach unten als negativ festgelegt habe)

->

Würde jetzt keine Kraft nach oben wirken würde der Zug einfach nach unten fahren.

Kommen wir jetzt zu den Aufgaben:

a) v=const -> a = 0 -> Fges = 0

->

Fges = Fzug + Fgschief

Fzug ist die Kraft mit der gezogen wird (diese Kraft wirkt der Fgschief entgegen ist also positiv.).

->

Fges = 0 = Fzug + Fgschief

<=>

Fzug = -Fgschief

=

Fgzug = -(-m*g*sin(a))

=

m*g*sin(a)

-------------------------------

b) Ist im Prinzip genau das gleiche, weil, wenn der Zug steht, auch a=0 gilt.

c) Es ist eigentlich immer der gleiche Ansatz:

Fges = Fzug + Fgschief

Dieses Mal ist Fges jedoch ungleich 0. Man weiß aber wie groß Fges ist, weil man ja weiß, dass der Zug mit einer Beschleunigung von 1m/s^2 nach oben fährt.

->

Fges = m*1[m/s^2] = Fzug + Fgschief

=

m*1[m/s^2] = Fzug + Fgschief

<=>

m1[m/s^2] - Fgschief= Fzug

=

m1[m/s^2] - (-m*g*sin(a))= Fzug

=

m1[m/s^2] + m*g*sin(a)= Fzug

Diese Ergebnis kannst du dir ganz einfach plausibel machen:

Einerseits muss die Kraft Fzug die Kraft Fgschief kompensieren

->

Fzug = -Fgschief

Wenn Fzug = -Fgschief wäre, würde sich der Zug nicht bewegen oder nur mit konstanter Geschwindigkeit.

In der Aufgabe c wird der Zug aber nach oben entlang der Schiefen Ebene beschleunigt. Das heißt zusätzlich zu der Kompensation von Fgschief muss Fzug auch noch so viel Kraft aufwenden, dass der Zug mit 1m/s^2 beschleunigt wird.

Die Kraft, die dafür nötig ist, ist F = m*a = m*1[m/s^2].

->

Fzug muss also die Kraft -Fgschief + F aufwenden, um den Zug mit 1[m/s^2] nach oben zu beschleunigen.

--------------------------------------

d: Na ja Du hast bei gleichmäßig beschleunigten Bewegungen diese Formeln:

1)s= 1/2a^t2 (Diese Formel gilt in dieser Form  nur, wenn der Körper zum Zeitpunkt t=0 ruht v=0 und noch keine Streck s zurückgelegt hat s(t=0) = 0)

2)v=a*t (Diese Formel gilt in dieser Form nur für Körper, die bei t=0 noch keine Anfangsgeschwindigkeit haben v(t=0) = 0 )

Du kennst s und a und kennst v und t nicht.

v willst du ausrechnen.

->

s= 1/2a^t2 |*2

<=>

2*s = a*t^2 |/a

<=>

2*s/a = t^2 |sqrt

<=>

t = sqrt(2*s/a)

jetzt kennst du t und kannst es in v(t) einsetzten:

v(t) = a*t

t einsetzen:

v = a*sqrt(2*s/a)

Antwort
von Karl37, 4

Du solltest dir erst einmal klaren sein, welche Kräfte wirken in welcher Richtung bei einer schiefen Ebene.

Der Vektor der Gewichtskraft FG der Masse zeigt zum Erdmittelpunkt.

Der Vektor der Auflagekraft FN zeigt senkrecht auf die Unterlage.

Der Vektor der Hangabtriebskraft FH zeigt parallel zur schiefen Ebene

FH = m•g•sin (alpha)

FN = m•g•cos(alpha)

zur Aufgabe b) die Bremsen müssen FN  kompensieren

zur Aufgabe c) die notwendige Kraft ist einmal die FN zu kompensieren und zweitens die Masse mit F=  m • a zu beschleunigen, hier ist aber die Auflagekraft zu verwenden.

Antwort
von Ruffy5286, 38

Mein Tipp: Alles einfach mal zeichen und alle für die Aufgabe relevanten Kräfte eintragen. Die Gewichtskraft wirkt immer senkrecht nach unten, nur so als kleine Anmerkung. Ich denke wenn du das gemacht hast sollte sich das alles etwas klären.

Und ich hab gerade keine Lust auf Mechanik, deshalb keine konkrete Antwort...

Antwort
von Ahzmandius, 16

Hier ein Paar tips:

b: b ist im Prinzip wie a .

c: Fges = m*ages = F1+F2+F3... (Beachte, dass alle Kräfte, die auf den Zug einwirken auch Richtungen haben)

d: Stimmt, aber wenn du t ausgerechnet hattest, hättest du auch gleich v bestimmen können^^. Wie hast du t bestimmt?

Kommentar von master129 ,

Also ist a und  b das selbe Ergebnisse wenn ja warum ? und bei c dann einfach die kraft von a) also 2539N + F2 ? ist das dann +1000  ? und bei d ich hab ja schon t die frage ist wie bekomme ich V ? V=a mal T nicht und a ist ja 1 ? 

bitte um Hilfe 

Antwort
von Viktor1, 8

a)
F=m*g*sin(@)       
b)
wie vor
c)
Fa=1*m+F
d)
v= sqr(2*1*s)            sqr=Wurzel

Dies Formeln gelten natürlich nur unter Vernachlässigung aller "Nebenkräfte".
Beschleunigung, Kräfte und Weg (s=20m) in Richtung der Schräge
Bei a) muß eine Geschwindigkeit >0 vorgegeben sein, sonst steht die Karre.
In c) und d) ist 1 die Beschleunigung a.
Wie du siehst, sind es ganz elementare Formeln, welche dir bekannt sein müßten. Ich vermute, du bist zu bequem, dir die Situation mal zu zeichnen, denn dann wird ganz schnell alles klar.


Antwort
von Bejam, 26

Für diese Aufgabe ist es schon ein wenig spät.

Wenn morgen noch keiner richtig geantwortet hat, werd ich dich verbessern und es dir erklähren.

Ich hoffe du hast für die Aufgabe morgen novh zeit und budt kein alles auf den letzten Drücker Kandidat.

Zu b) Welche Kräfte sind denn verantwortlich, das das Auto runterrutscht?
Und eben diese Kräfte musst du vektoriell addieren. Das Ergebnis ist die Bremskraft, da diese gleich oder höher sein muss.

Zu d) Du sollst keine Zeit berechnen sondern eine Geschwindigkeit.

Kommentar von master129 ,

ja aber jetzt für die d) v=a mal t und a ist ja in dem fall 1 oder nicht 

Kommentar von Bejam ,

s =1/2*a*t^2 , t=Wurzel (2s/a) v=a*t (richtig bei gleichmäßige Beschleunigung, wie du vorgeschlagen hast), => v=a*Wurzel (2s/a) Hoffe ich hab keinen Zahlendreher drin. ist schon sehr spät.

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