Kraftaufgabe Physik?
Ein Flugzeug wird auf der Startbahn gleichmäßig beschleunigt. Um dabei die Beschleunigung zu messen, lässt man ein Yo-Yo mit einer Masse von 40 g frei hängen und beobachtet die Auslenkung im Gleichgewicht. Für den Winkel zwischen dem Yo-Yo-Faden und der Vertikalen wird 22 Grad gemessen.
Wie stark beschleunigt das Flugzeug?
Ich hab das Kräftediagramm gezeichnet mit Fg, der Zugkraft T und der Kraft F, die das Flugzeug durch die Beschleunigung auf das Yo-Yo ausübt. Aber ich komme nicht drauf ich meine ich hab ja zwei Unbekannte a1 und a2 und ich weiß auch den Betrag von T nicht also wie geht diese Aufgabe?
2 Antworten
Es geht hier um drei Kräfte.
Die Kraft durch die Beschleunigung, welche horizontal auf das Jo-Jo wirkt und für die Auslenkung von 22° sorgt
Die Kraft durch die Erdbeschleunigung, welche vertikal auf das Jo-Jo wirkt und bekannt ist.
Beide zusammen ergeben eine resultierende Kraft, die entlang des Fadens wirkt, an dem das Jo-Jo hängt.
Alle drei Kräfte lassen sich als rechtwinkliges Dreieck skizzieren, bei dem die resultierende Kraft die Hypotenuse ist, Fg die Ankathete und die Kraft aus der Beschleunigung die Gegenkathete.
Winkel und Ankathete sind bekannt, die Gegenkathete wir gesucht.
Jetzt muss man nur noch wissen ob man den Sinus, Cosinus oder Tangens dafür braucht. Viel Glück.
Du hast den Winkel gegeben und betrachtest die Kräfte auf den Yo-Yo. So wie ich das verstehe, betrachtet man den Yo-Yo, der durch die Trägheit Ausgelenkt wird. Die Trägheitskraft ist(Betragsmäßig) gleich der beschleunigten Kraft, da actio=reactio
nach unten wirkt die Gewichtskraft F_G. Damit lässt sich durch den Tagens die beschleunigende Kraft berechnen:
tan(22 Grad)=F_a/F_G
Umstellen nach F_a:
F_a=tan(22)*F_G
Da F=m*a folgt:
m*a= F_a
=> a=F_a/m
(Ganz penibel würde man sagen, dass tan(22)=F_Trägheit/F_G ist und F_Trägheit=-F_a)
Die auslenkende Kraft auf das Yo-Yo ist die Summe aller auf das Yo-Yo wirkenden Kräfte. Damit kann man aber nicht rechnen, weil du die Gesamtkraft (Hypotenuse des Kräftedreiecks) nicht kennst.
Wieso actio reactio? Inwiefern wechselwirken flugzeug und yoyo miteinander?
Also ist die Zugkraft die Summe aller Kräfte?