Lufkissenbahn und die Beschleunigung?
Liebe Community
Es geht um folgendes Experiment. Eine Masse m1 wird an einen Faden gehängt welcher mit einem Waagen verbunden ist. Die Masse m1 wird von der Erdanziehung mit g = 9.81 m/s2 nach unten gezogen. Es wird nun die Beschleunigung des Wagens gesucht.
Ich dachte dies ist eine Fangfrage und schrieb hin dass der Wagen natuerlich auch mit 9.81 m/s2 beschleunigt. Logisch er ist ja mit dem Faden und dem Gewicht m1 verbunden. Die lösung ist aber falsch.
Die Lösung ist dass der Wagen mit 0.47 m/s2 beschleunigt wird. Siehe Bild.
Wie kann das aber sein, das ist ja gar nicht möglich wie kann der Wagen eine andere Beschleunigung haben als das Gewicht m1. Es sind ja beide Gewichte miteinander verbunden, WIe können also zwei Massen die miteinander verbunden sind, unterschiedliche Beschleunigungen haben ?
3 Antworten
Die Kraft F=m * a ist beides mal gleich.
Beim Gewicht ist a=g und m=m1
Beim Wagen ist m=20*m1 und a daher 1/20 g
= Die Kraft ist gleich, nicht die Beschleunigung...
Es gilt:
Kraft = Masse * Beschleunigung;
Umgelegt wird hier die Kraft, dise wirkt auf den Wagen also gleich wie auf das Gewicht.
Allerdings ist die Masse des Wagens größer, weshalb dessen Beschleunigung geringer ausfällt.
Also ist es so dass die masse m1 gar nicht mit 9.81 herunterfällt. erst wenn das ganze Konstrukt nach unten fällt also die zwei Massen mit dem Faden dann werden diese auf 9.81 beschleunigt.
Allerdings ist die Masse des Wagens größer, weshalb dessen Beschleunigung geringer ausfällt.
Beide Massen hängen am gleichen Faden, müssen also gleiche Beschleunigung erfahren.
Die Zugkraft des Gewichts m1*g bewirkt die Beschleunigung der Massen m1+m2
Das Gewicht hätte nur die Erdbeschleunigung, wenn es frei fallen würde. So wirkt aber eine Gegenkraft über das Seil wegen der angehängten Masse. m*g ist zwar die Kraft auf das Gewichtstück, nicht aber g seine Beschleunigung.
g ist doch konstant mit 9.81, welches die Masse m1 nach unten beschleunigt. diese ändert sich doch nicht und auch die Gewichtskraft ist konstant mit F=m1*g
Beschleunigt wird das System nur durch die Gewichtskraft von m1. Die Gewichtskraft des Wagens m trägt dazu nichts bei. Beschleunigt werden jedoch die beiden Massen m+m1.
Danke für die Antwort: aber es erklärt mir leider nicht wie zwei Massen die miteiandner verbunden sind andere Beschleunigungen haben können, Das wäre ja wie in einem Zug mit verschiedenen Waggons die miteinander verbunden sind. Da kann doch ein Waggon nicht eine andere Beschleunigung haben als der andere sondern beide Wggons (beide Massen) haben die selbe Beschleunigung. und die Gewichtskraft ist ja konstant m1*9.81
Sie haben dieselbe Beschleunigung
a(m1+m2) = m1*g (Zugkraft m1g auf beide Massen bewirkt die Beschleunigung a)
Also ist es so dass die masse m1 gar nicht mit 9.81 herunterfällt. erst wenn das ganze Konstrukt nach unten fällt also die zwei Massen mit dem Faden dann werden diese auf 9.81 beschleunigt.
Die Beschleunigung würde nur beim freien Fall 9,81 m/s² sein. Hier wird die Kraft m1*g benutzt, um beide Massen zu beschleunigen. Daher ist die Beschleunigung a geringer.
Danke für die schnelle Antwort. Ja die Formel ist mir klar. aber es erklärt mir leider nicht wie zwei Massen die miteiandner verbunden sind andere Beschleunigungen haben können, Das wäre ja wie in einem Zug mit verschiedenen Waggons die miteinander verbunden sind. Da kann doch ein Waggon nicht eine andere Beschleunigung haben als der andere sondern beide Wggons (beide Massen) haben die selbe Beschleunigung. und die Gewichtskraft ist ja konstant m1*9.81