Actio und reactio beim pferdegespann?

 - (Physik, Kraft, Mechanik)

3 Antworten

Gleichgewichtsbedingung:

1) Die Summe aller Kräfte in eine Richtung müßen zu jedem Zeitpunkt gleich NULL sein.

2) Die Summe der Drehmomente um einen beliebigen Punkt müßen zu jedem Zeitpunkt gleich NULL sein.

Vorgehensweise:

1) die Masse m und ein x-y-Koordinatensystem zeichnen

2) alle Kräfte an der Masse m einzeichnen,mit der richtigen Wirkrichtung

Hinweis:Eine Kraft F zerlegt man in ihre x-Komponenten und y-Komponenten,falls notwendig.

Bei dir

Fpzug-Fr=0

Fpzug=Fr

Fpzug=Zugkraft des Pferdes in x-Richtung positiv

Fr=Rollwiderstand des Wagens in x-Richtung negativ (Vektorspitze zeigt in negativer Richtung der x-Achse)

Zugkraft des Pferdes ist Fpzug=u*Fg=u*m*g

u=Reibungsbeiwert zwischen den Hufen und der Straße,siehe Tabbel im Physik-Formelbuch

Rollwiderstand des Wagens Fr=u*Fg=u*m*g

u=Rollwiderstandsbeiwert aus dem Physik-Formelbuch

Actio=Reactio

Ist die Kräftegleichgewichtsbedingung von Zugkraft (Pferd) und Rollwiderstand (Wagen)

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – hab Maschinenbau an einer Fachhochschule studiert

2) Maximale Zugkraft des Pferdes Fpzug=u*Fg=u*m*g

u=Haftbeiwert zwischen den Hufen und der Straße

bei´m Steinblock Fr=u*Fg=u*ms*g

u=Haftbeiwert zwischen Steinblock und Straße

wenn Fr>Fpzug dann kann das Pferd den Steinblock nicht ziehen

wenn Fr<Fpzug dann kann das Pferd den Steinblock ziehen

Hinweis: Im Physik-Formelbuch stehen 2 Werte

Haft- und Gleitreibungszahlen (Anhaltswerte)

Autoreifen/Asphalt 0,55 Haftreibungszahl

Autoreifen/Asphalt 0,3 Gleitreibungszahl

3) es gibt keine resultierende Kraft,sondern nur den Gleichgewichtszustand

Zugkraft vom Pferd=Rollwiderstand von Wagen

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – hab Maschinenbau an einer Fachhochschule studiert
  • 0. Das "Pferd" ist ein Kamel oder ein Lama...

Zu deinen Fragen:

  1. Doch, das ist so. Aber das hindert das Zugtier nicht daran, sich gleichförmig und mit der Kutsche zu bewegen. Bei gleichförmiger Bewegung ist die Kräftesumme null, es gibt keine resultierende Kraft
  2. Wenn das Tier einen Steinblock zieht, sind alle Kräfte entsprechend grösser: Reibungskraft, Zugkraft, Abstosskraft des Tieres am Boden. Ob es ihn überhaupt ziehen kann, hängt nur von der Grösse der Reibungskräfte ab: Wenn die maximale Haftreibung der Tiefüsse grösser ist als die Gleitreibung des Steinblocks, dann kann der Block bewegt werden.
  3. Es gibt keine resultierende Kraft bei gleichförmiger Bewegung. Alle 4 Kräfte sind gleich gross: Abstosskraft der Tierfüsse, Zugkraft am Wagen, Rückzugkraft am Tier, Gleit-/Luft-/Rollreibung der Kutsche.
 - (Physik, Kraft, Mechanik)

Vielen Dank erstmal dass du dir die Zeit genommen hast.

eine Nachfrage noch:

wenn man das ganze jetzt nochmal mit Kräften betrachtet:

das Pferd zieht mit einer Kraft am Wagen. Der Wagen zieht mit gleixhgrosser aber entgegengesetzter Kraft am Pferd. Würde das ganze im Weltall stattfinden dann würden sich ja beide Körper einfach aufeinander zu bewegen, so als würden sich zwei Menschen zueinander an einem Seil ziehen, wenn sie auf rollen stehen. So jetzt bewegt sich aber die ganze Kolonne vorwärts. Man kann dann also sagen das Pferd drückt mit einer Kraft gegen den Boden nach hinten und die reaktionskraft des Bodens ist es die das Pferd dann nach vorne bewegt.

aber wie kann man diese Kräfte jetzt mit den anderen beiden Kräften (des Pferdes und des Wagens) in Verbindung bringen? Denn man kann ja auch argumentieren, dass auch der Wagen mit dem Boden verbunden ist. In dem Buch aus dem Bild oben wird ja eben argumentiert dass sich das Pferd mit der Erde verbunden hat, aber der Wagen ist es ja genauso.

1.kann man es denn so sehen, dass die rückzugkraft des Wagens auf das Pferd quasi durch die Kraft des Bodens, die das Pferd nach vorne drückt ausgeglichen wird?

2.wieso kann man Pferd und wagen überhaupt als getrennte Körper ansehen?

Ps: ich frage nach weil ich bspw. Im tipler physik auf dieses Problem gestoßen bin und dort wurde die Bewegung des Pferdes damit begründet, dass das Pferd auf den Boden eine größere Kraft auswirkt, als dass der Wagen das Pferd zurückzieht, aber ich dachte eigentlich, dass die Kraft mit der sich das Pferd am Boden abstößt gerade die Kraft ist, mit der es am Wagen zieht .

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@Lukas2812

Vermutlich reicht es, wenn ich dein PS beantworte:

  • Man muss auch mit der Sprache sehr präzise sein in der Physik: Was meint man mit "Bewegung"? Z.B. sind "in Bewegung sein" und "in Bewegung setzen" zwei grundverschiedene Dinge.
  • Um das Gespann in Bewegung zu setzen, physikalisch also zu beschleunigen (!), dazu ist eine resultierende Kraft nötig. In diesem Stadium muss hierzu das Pferd auf den Boden eine grössere Kraft aufbringen als die Hemmwirkung (Reibungskraft) durch den Wagen ist. Die Angabe im "tipler Physik" stimmt also nur, wenn das Gespann anfährt oder beschleunigt.
  • Aber wenn der Wagen mit konstanter Geschwindigkeit gezogen wird, ja, dann sind die beiden Kräfte gleich gross. Du dachtest also richtig, falls es eine gleichförmige Bewegung ist.

Somit
Frage 1: JA
Frage 2: man kann, muss aber nicht. Kommt auf die Frage an, die man lösen will. Man sieht ja auch nicht, ob das ein Seil oder eine Stange ist.

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@atoemlein

1: aber ist die Kraft mit der sich das Pferd vom Boden wegdrückt wirklich die Kraft die auf den Wagen wirkt? Denn sagen wir das Pferd drückt mit 100N gegen den Boden dann wirken doch diese 100N auf den Wagen und das Pferd selbst oder?

2: das mit den Kräften insgesamt hab ich verstanden auch wann die Bewegung gleichförmig wird etc. Das war ja gar nicht mein Problem. Ich will wirklich auf das Actio reactio hinaus, denn ohne Reibung könnte das Pferd den Wagen ja nicht ziehen. Aber was genau hat dann schließlich die Reibung des pferdes am Boden mit dem Actio-reactio Kräftepaar (Pferd-Wagen) zu tun, denn auch der Wagen reibt ja am Boden aber dort gibt es ja auch eine reaktionskraft, welche aber scheinbar gar nicht betrachtet werden muss.

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