Wieso ist die Reibungskraft bei der Formel Work einsetzbar?
Versteht jemand wieso man bei dieser Aufgabe FR (Reibungskraft) für die Kraft in Richtung der Strecke nutzen kann? FR wirkt ja in die andere Richtung beim schieben eines Autos und nicht in die Schiebrichtung??
2 Antworten
Grundsätzlich ist Arbeit W = F·s , also Kraft mal Strecke.
Wenn ein Auto ideal rollt, also reibungsfrei, braucht es keinen Aufwand, weil die Kraft F null ist.
In der Realität ist da nur Reibungskraft Fr und Luftwiderstand (der aber bei langsamen Bewegungen vernachlässigbar ist).
Und die Reibungskraft ergibt sich halt aus der "Auflage"kraft, der sog. Normal-Kraft (senkrecht zur Unterlage!) mal der Reibungszahl, die von den beteiligten Materialien abhängt (z.B. Gummi und Asphalt).
FR wirkt ja in die andere Richtung beim schieben eines Autos und nicht in die Schiebrichtung??
... und deswegen musst Du eine Kraft in Schieberichtung dauerhaft aufbringen, um die Reibungskraft zu überwinden und so eine Verschiebung der Masse zu erzielen. Und diese Kraft in Schieberichtung muss genauso groß sein, wie die Reibungskraft, denn sonst bewegt sich die Masse nicht. Und mit der Länge des Weges, die Du die Kragt aufbringen musst, ergibt sich über W = F·s eine Arbeit.
Es gelten also im Grunde - ganz theoretisch - zwei Gleichungen (→ in Richtung der Verschiebung; ← entgegen der Richtung der Verschiebung):
Und nun kann man Gleichung (2) in Gleichung (1) einsetzen.
Die Gleichung (1) spielt also hier die Rolle einer Bedingung für das Szenario "Auto kann verschoben werden, wenn ..." und die Gleichung (2) die Rolle eines physikalischen Zusammenhangs.