Wieviel Kraft brauch ich um ein Objekt auf einer konstanten Geschwindigkeit zu halten?
Also wie kann ich berechen wie viel Kraft. z.B. ein Auto mit der Masse m=1000kg um seine Geschwindigkeit konstant auf z.B. 10m/s zu halten. Die Formel fuer Kraft lautet ja F=m*a aber ich aber in diesem Fall ist die beschleunigung ja null oder irre ich mich?
7 Antworten
Eine Kraft wird nur aufgewendet, wenn ein Körper seine Energie verändert. Bei gleicher Geschwindigkeit behält er seine Energie, daher brauchst du theoretisch keine Kraft.
Praktisch wirken aber Kräfte auf das Auto (Luftwiderstand, Reibung), diese müssen dann wieder ausgeglichen werden. Wenn du einen Berg hoch willst, brauchst du logischerweise auch mehr Energie.
Also wie kann ich berechen wie viel Kraft. z.B. ein Auto mit der Masse
m=1000kg um seine Geschwindigkeit konstant auf z.B. 10m/s zu halten.
Exakt genau so viel wie die Reibung ist, der das Auto unterliegt, insbesondere Rollreibung und Luftwiderstand. Und das kann sehr unterschiedlich sein.Vielleicht ist das auch eine Fangfrage, wahrscheinlich sogar.
Die Formel fuer Kraft lautet ja F=m*a
Genau genommen F⃗=m⋅a⃗ (sorry, der Vektor-Pfeil über dem F ist schlecht zu erkennen), denn die Kraft ist wie die Beschleunigung und übrigens auch die Geschwindigkeit eine gerichtete Größe. Wenn ich mit gleich bleibender Schnelligkeit v=|v⃗| eine Kurve fahre, ist meine Geschwindigkeit zwar Betragsmäßig konstant, aber nicht richtungsmäßig, und deshalb brauche ich eine Kraft, um mich in der Kurve zu halten, die sog. Zentripetalkraft.
Im Übrigen muss es wirklich streng genommen F⃗_{res}=m⋅a⃗ heißen (an der Tafel oder in LaTeX stünde das jetzt als Index unten), wobei das "res" für "resultierend" steht. Das ist die Kraft, die übrigbleibt, wenn man sämtliche auf einen Körper wirkenden Kräfte vektoriell addiert. Du kannst ja auch z.B. eine auf einem Tisch stehende Feder (die etwa in einer Küchenwaage eingebaut ist) zusammendrücken, ohne dass die beschleunigt. Sie wird sich nur verkürzen und dabei eine Gegenkraft ausüben, und von unten drückt der Tisch.
wenn du nur rechnerisch meinst ja. das bedeutet dass du kein anfangs Geschwindigkeit hast, und dabei eine grade strecke fährst du nur. aber in Wirklichkeit hast du auch kraftsverlusts, Reibung und Gewichtskraft und etc. sowas wirst du in Dynamik lernen.
Die klassische Schul-Antwort dürfte sein: Nein, man braucht keine Kraft, weil wegen Trägheit ;). Die Werte für m und v sollen nur verunsichern, denn man soll bei so einer Aufgabe meist nicht rechnen (bzw. es ist sehr einfach mit a = 0). Meist sagt man aber dazu, dass wie gewohnt idealisiert wird indem man Reibung etc. unbeachtet lässt.
Da hilft Dir eine allgemeine Formel so wenig weiter wie bei der Bestimmung des Krümmungswinkels eines Baumstammes bei gegebener Windstärke.
Die erforderliche Kraft zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Geschwindigkeit in der Ebene ergibt sich aus allen Widerständen, die der Bewegung des Autos entgegen wirken, v.a. der Rollreibung zwischen Straße und Reifen (a), der Lagerreibung der Radachsen (b) und der Luftreibung am Fahrzeug (c). Die Widerstände a und b wachsen mit der Geschwindigkeit, der Widerstand c wächst mit dem Quadrat der Geschwindigkeit. Ohne Reibungswiderstand ist die Kraft null.