Frage von nettepolin14, 27

wie weit kann ein Auto von einer Tonne Masse durch einen Arbeitsaufwand von 100kJ geschoben werden, wenn der Reibungsfaktor µ 0,18 beträgt?

Expertenantwort
von PWolff, Community-Experte für Physik, 9

Schauen wir mal, welche Gleichungen wir dafür brauchen.

Gegeben ist eine Energie, gesucht eine Strecke.

Das Wort "schieben" deutet darauf hin, dass es sich um irgendwas mit Kraft entlang einer Strecke handelt. Das muss wohl gerade die gesuchte Strecke sein.

Damit dürfte folgende Gleichung für die Energie passend sein:

E = F * s

(Energie ist Kraft mal Weg)

E ist gegeben, s gesucht; also brauchen wir noch F.

Wir haben einen "Reibungsfaktor" gegeben, damit dürfte die Kraft eine Reibungskraft sein. Außerdem sollte irgendwo eine Andruckkraft eine Rolle spielen. Das ist meistens die Gewichtskraft.

Die Kraft F ist eine Reibungskraft, F_R.

Damit ist

F_R = μ * F_G

μ ist gegeben, wir brauchen also noch F_G.

In der Aufgabenstellung haben wir eine Masse gegeben, daraus können wir eine Gewichtskraft berechnen:

F_G = m * g

Für g nehmen wir 9,8 m / s² (oder 9,81 m / s²), das ist also nicht unbekannt. m = 1000 kg steht in der Aufgabenstellung.

Damit können wir uns die Gleichungen von unten nach oben vornehmen und die jetzt bekannten Werte einsetzen.

(Da zu Steigung nichts gesagt wird, können wir davon ausgehen, dass das Auto in der Ebene geschoben wird.)

(μ = 0,18 scheint mir etwas zu hoch zu sein - lässt sich die Handbremse nicht lösen?)

Antwort
von Halswirbelstrom, 8

W = F · s = µ · m · g · s   →   s = W / (µ · m · g) ≈ 57m

LG

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