Quizfrage: Wieso sind hier die Kräfte völlig falsch eingezeichnet?
Ein Körper auf der Schiefen Ebene.
5 Antworten
Nicht völlig falsch. Nur 1 ist falsch.
Wobei es da zwei verschiedene Lehrmeinungen gibt.
- Die sichere Methode ist, dass alle angreifenden Kräfte zusammen in der Vektoraddition die resultierende Kraft ergeben müssen, welche für die Bewegung bzw. genauer für die Beschleunigung des Körpers verantwortlich ist.
- Man zeichnet normalerweise zuerst den Lageplan der Kräfte (ähnlich deinem Bild, aber leicht anders: Die Normalkraft ist die Gegenkraft der Gravitationskraft und zeigt immer senkrecht von der Unterlage weg:
- Aus dem Additionsplan der Kräfte muss dann die resultierende Kraft werden. Wobei man oft ja genau weiss, wie die resultierende Kraft zeigen muss, womit dann sofort die Längenverhältnisse im rechtwinkligen Dreieck klar wird:
- Und dann kann man mit Sinus und Cosinus des Winkels diese resultierene Hangabtriebskraft und auch die Normalkraft berechnen.
Meiner Meinung nach sind alle Kräfte richtig eingezeichnet.
Die Gewichtskraft F_G wird in die Hangabtriebskraft F_H und die Normalkraft F_N zerlegt.
Ein ähnliches Bild findet man bei https://de.wikipedia.org/wiki/Hangabtriebskraft
Das ist nicht umstritten, da die summe über alle Kräfte wie bei der Skizze dann nicht mehr die Beschleunigung ist..
Also ich habe das so gelernt, dass die Gewichtskraft in zwei Komponenten zelegt wird (Kräfteparallelogramm). Die Hangabtriebskraft (parallel zur schiefen Ebene) beschleunigt den Körper und die Normalkraft (senkrecht dazu) drückt den Körpar auf die schiefe Ebene und ist für die Reibung relevant.
Dann würde der Körper ja in Richtung Erde beschleunigt werden.. so einen Unfug wurde mir auch erzählt.
Da die Hangabtriebskraft parallel zu schiefen Ebene wirkt, wird der Körper entlang der schiefen Ebene bergab beschleunigt.
Die senkrecht dazu wirkende Normalkraft bewirkt die Reibung, die den Körper bremst.
Das liegt daran, dass der Körper durch die Gewichtskraft F_GN auf die schiefe Ebene und die schiefe Ebene die betragsmäßig gleich große Gegenkraft F_N auf den Körper ausübt
Das ist mir schon klar. Aber ich kenne F_N als die Kraft, die den Körper auf die schiefe Ebene drückt. Natürlich gibt es auch eine passende Gegenkraft.
Gegenfrage: Wieso sollten die Kräfte völlig falsch eingezeichnet sein?
Es ist eine sehr übliche Darstellung, in der die Gewichtskraft FG in zwei Komponenten aufgeteilt wird, Hangabtriebskraft FH und Normalkraft FN. In Richtung Normalkraft kann sich der Körper nicht bewegen, da dort ein Hindernis ist (welches Streng genommen eine Gegenkraft zu FN aufbaut). Die Normalkraft ist aber relevant für die Reibung.
Beschleunigt wird der Körper in Richtung der wirkenden Hangabtriebskraft FH.
Wozu auch ...
Es geht um die Zerlegung der Gewichtskraft FG in sinnvolle Komponenten.
Das ist eine leider für viele Lernende stets verwirrende Darstellung der Sachlage. Aber ja, es ist eine andere Lehrmeinung.
Wenn man beurteilen will, wohin ein Körper beschleunigt wird, muss man die resultierende Kraft finden, und die ergibt sich einzig und allein aus der Vektoraddition der effektiv am Körper angreifenden Kräfte.
Angreifen tun nur Gravitationskraft und deren Gegenkraft, die Normalkraft, und zwar nach oben.
Resultieren tut die Hangabtriebskraft.
Weil Fn nach oben geht und nicht nach unten auf der schiefen Ebene.
und Fh sollte nach oben und nicht nach unten gehen
Das ist noch viel waghalsiger. Die Summe aller Kräfte ergibt hier nicht die Beschleunigung.
Meines Erachtens stimmt diese Darstellung. Da man sich in der schiefen Ebene befindet ist Fg nicht gleich Fn
Fg zeichnest du immer im 90° Winkel zur Ankathete und Fn zur Hypotenuse ein.
Interessant ist, dass der Wiki-Artikel F_N und F_GN für die Normalkraft erwähnt. Dort zeigt F_N nach oben und F_GN nach unten. Wenn man sich die Diskussionsseite zum Artikel durchliest, sieht man, dass das allerdings umstritten ist.