Winkel bestimmen - Vektoren - Technische Mechanik?

6 Antworten

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am einfachsten geht das zeichnerisch

1) die Richtung von F1=200 KN ermiteln

Steigung m=(y2-y1)/(x2-x1) mit x2>x1

P1(x1/y19 und P2(x2/y2) P1(0/0) und P2(a/b) x2=a=4 und y2=b=5

m1=(5-0)/(4-0)=5/4=1,25

bedeutet: Auf der x-Achse um 1 cm nach rechts und auf der y-Achse um 1,25 cm nach oben.

Dann die Gerade zeichnen und die Kraft F1 darauf abtragen

Zweckmäßig 100 KN =2 cm Zeichnung also sind dann F1=200 kN=4 cm Zeichnung

genau so mit F2=3oo kN

m2=(5-0)/(-3-0)=5/-3=- 1 2/3

Auf der x-Achse 1 cm nach rechts und - 1 2/3 cm nach unten (Gerade geht durch den Ursprung)

Dann auf der Geraden die Kraft F2=300 kN auftragen

F2=300 kN=6 cm Zeichnung.

Nun die beiden Kraftvektoren graphisch addieren

F1 parallelverschieben,so das der Anfang von F1 an der spitze von F2 liegt.

Dann die resultierende Kraft Fres einzeichnen.

Anfang von Fres liegt im Ursprung und liegt mit der Spitze auf der spitze von F1

F2 und F1 und Fres bilden ein Dreieck.

Die Länge von Fres kannst du dann ausmessen

2 cm Zeichnung=100 kN.

rechnerisch mußt du die Kräfte F1 und F2 in ihre Komponeten zerlegen

F1 in F1x und F1y

F2 in F2x und F2y

es gilt resultierende Kraft

Fxres=F1x+F2x

Fyres=F1x+F2y

Betrag der resultierenden Kraft

Fres=Wurzel((Fxres)²+(Fyres)²)

Die Zerlegung der Kräfte in ihre komponeten erfolgt über die Gleichungen

sin(a)=Gk/Hy und cos(a)=Ak/Hy

tan(a)=Gk/Ak

(a)=arctan(m) ist der Winkel zwischen F1 oder F2 und der x-Achse

siehe Mathe-Formelbuch rechtwinkliges Dreieck

satz des Pythagoras c²=a²+b²

c=Wurzel(a²+b²)

den Rest schaffst du wohl selber.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – hab Maschinenbau an einer Fachhochschule studiert
verreisterNutzer  14.04.2019, 13:12

Danke für deine sehr ausführliche Antwort. Mein Problem liegt allerdings darin, wie ich die Winkel zeichnerisch bestimme (Stufen/Wechselwinkel) ... letztendlich es auszurechnen ist kein Problem

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fjf100  14.04.2019, 14:45
@verreisterNutzer

allgemeine Form der Geraden y=m*x+b

einfachste Form y=f(x)=m*x alle Graphen gehen durch den Ursprung.

Die Kräfte F1 und F2 liegen auf einer Geraden der Form y=f(x)=m*x

Winkel zwischen der Geraden (Kraft,F1 und F2) ist

(a)=arctan(m) mit m=(y2-y1)/(x2-x1)

ergibt sich aus tan(a)=Gk/Ak= y/x=b/a bei F1

1) Schritt die Winkel zwischen den Kräften F1 und F2 und der x-Achse ausrechnen

2) die beiden Kräfte in ihre Komponenten-x-komponete und y-Komponete- zerlegen

3) daraus dann die Resultierende Kraft ausrechnen

Fres=Wurzel((Fxres)²+Fyres)²)

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fjf100  14.04.2019, 14:52
@verreisterNutzer

Hast du die Aufgabe denn jetzt verstanden?

Das ist nur eine Berechnung des rechtwinkligen Dreiecks.

Winkel für F1

(a)=arctan(b/a)=arctan(5/4)=51,34°

Damit kann du nun F1x=cos(51,34°)*200 kN=

F1y=sin(51,34°)*200 kN=

ausrechnen

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verreisterNutzer  14.04.2019, 14:54
@fjf100

Ja Vielen dank. Ich hab es verstanden, ich übe gerade für tm1 und dann kommt so eine Aufgabe. Und ich dachte mir die ganze zeit wtf wie soll ich hier herangehen. Letztendlich ist es nur Mathe 1.... Wirklich, ich bin dir wirklich dankbar. Ja ich hab's verstanden! :*****

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fjf100  14.04.2019, 15:12
@verreisterNutzer

Hinweis:Dies ist ein "zentrales Kräftesystem",weil sich die beiden Kräfte schneiden

Die Kräfte befinden sich im Gleichgewicht,wenn das Kräftedreieck geschlossen ist mit den Kräften F1 und F2 und Fres

zeichnerisch ist das ein "geschlossenes Dreieck".

Es gibt auch Fälle,wo die Kräfte parallel liegen und das ist dann das "dezentale Kräftesystem",aber daß ist für euch zu schwierig und kommt bestimmt nicht dran.

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naja, bei vektoren werden begräge in ihre richtungen zerlegt. Dafür brauchst du den winkel. zb ist alpha gleich arkustangens von b durch a. Wenn du den winkel hast, versuchst du die kraft zu zerlegen, in dem du so tust, als wäre die kraft eine linie. Ist die kraft wie f1 schräg, so benutzt du zb. den sinus des winkel für die y-komponente des vektors, damit du den teil nach oben hast

Du musst als erstes den Pearson'schen Korrelationskoeffizient berechnen - alternativ ginge auch eta². Pass jedoch auf, da das Ergebnis nicht zwangsläufig etwas mit dem Spearmanschen Rangkorrelationskoeffizienten zu tun hat. Dann nur noch in sinus umrechnen und schon hast du den Winkel :)

Du willst die Winkel finden?

tan (alpha) = Gegenkathete / Ankathete

tan (alpha) = b/a = 5/4

tan(180-beta) = 5/3

Naja du kannst doch cos anwenden da es ein rechtwinkliges Dreieck jeweils ist bei jedem Winkel