Physiks Hausaufgaben zur Kräftezerlegung?
Kann mir jemand helfen diese Aufgabe über einen Schlitten der von zwei Hunden gezogen wird zu lösen, bzw. einen Lösungsansatz zu finden?
2 Antworten
Zunächst müssen wir eine Kräftezerlegung machen, denn für die Beschleunigung ist nur die Kraft entscheidend, die in Bewegungsrichtung, also längs, wirkt:
Aus dem Dreieck ergibt sich:
cos 10° = Flängs / Fges
Flängs = Fges * cos 10° = 300 N * 0,985 = 295 N
Da zwei Hunde ziehen beträgt die gesamte beschleunigende Kraft Fa:
Fa = 2 * 295 N = 590 N
Nun gilt:
Fa = m * a
a = Fa / m = 590 N / 150 kg = 3,93 m/s^2
b) Durch die Gleitreibung entsteht eine bremsende Kraft Fb. Die berechnet sich zu:
Fb = m * g * μ = 150 kg * 9,81 m/s^2 * 0,1 = 147 N
Damit beträgt die beschleunigende Energie nun:
Fa = 590 N - 147 N = 443 N
Und die Beschleunigung beträgt:
a = Fa / m = 443 N / 150 kg = 3,93 m/s^2 = 2,95 m/s^2
Die Beschleunigung kannst du mit der Gleichung F = m*a berechnen. m = 150 kg ist ja schon mal gegeben, aber für die Kraft F hast du ja nur die Kraft gegeben, mit der die Hunde zur Seite ziehen. Der Anteil der Kraft, die für die Vorwärtsbewegung eingesetzt wird hängt vom Winkel ab: F = cos(10°) * 300 N/Hund * 2 Hunde. Um dir das zu veranschaulichen, kannst du dir für jeden Hund ein rechtwinkliges Dreieck für die Kräfte malen. Dann hast du F berechnet und kannst mit der o.g. Formel die Beschleunigung a ausrechnen und hast Teil a) gelöst. Für Teil b) gehst du genauso vor, musst aber vorher noch berechnen, wie viel Kraft benötigt wird, um die Reibung zu überwinden und wie viel Kraft dann noch für die Beschleunigung des Schlittens übrig bleibt.