Schiefe Ebene Kräfte bestimmen?

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Versuch 2

Haftreibungszahl (Holz auf Holz):  µₒ = 0,6

Gleitreibungszahl (Holz auf Holz):  µ = 0,5 

Im Fall  µₒ = tan α = 0,6  befindet sich der Körper im  Kräftegleichgewicht von Reibungskraft  Fr und Hangabtriebskraft  Fh, also beträgt der Neigungswinkel in diesem Fall :

α = arctan 0,6 ≈ 31°.

Für α = 30° haftet der Holzkörper folglich bewegungslos auf der geneigten Ebene.

Um ihn hangabwärts bewegen zu können, muss mindestens die hangabwärts gerichtete Zugkraft:  

Fz = Fh - Fr = G · sin 30° - µ ·G · cos 30°) = G · (sin 30° - µ · cos 30°)

Fz ≈  0,13 N   wirken.

(Die Gleitreibungszahl ist jetzt  µ = 0,5, weil der Körper gleitet.)

Um den Holzkörper hangaufwärts bewegen zu können, muss zusätzlich zur  Hangabtriebskraft  Fh  die Reibungskraft  Fr überwunden werden, also mindstens:

Fz´= Fh + Fr = G · sin α + µ · G · cos α = G · (sin α + µ · cos α) ≈ 1,87 N

Für  α = 20°  ist die hangabwärts gerichtete Zugkraft Fz größer und die hangaufwärts gerichtete Zugkraft  Fz´ kleiner als bei  α = 30°

Gruß, H.

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@Halswirbelstrom

vielen Dank, sehr gut und verständlich erklärt, Topkommentar geht leider erst nach kurzer Wartezeit

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Welcher Reibungskoeffizient Holz auf Holz soll hier angenommen werden ?
Ihr habt dazu bestimmt eine Information.
Ohne diese Angabe ist die Lösung unbestimmt, da sonst viele Kräfte (auch Höchst- und Mindestwert)parallel zur schiefen Ebene gedacht werden können, ohne daß der Klotz sich bewegt.

Kräfteparallelogramm/Schiefe Ebene (Fahrradfahrer, Bergab)

Also, angenommen, man zeichnet sich eine schiefe Ebene wo ein Fahrradfahrer bergauf fährt, dann wirken ja folgende Kräfte auf ihn: Gewichtskraft, Normalkraft, Hangabtriebskraft, Reibungs - und Auftriebskraft (bergab genauso).

Für den Fall, dass der Radfahrer bergauf fährt gilt ja, dass wenn man sich jetzt ein Kräfteparallelogramm zeichnen muss, die Normalkraft senkrecht zur schiefen Ebene (Hypotenuse) steht, die Gewichtskraft parallel zur kürzeren Kathete und die Hangauftriebs -Abtriebs -und Reibungskraft parallel zu schiefen Ebene (Hypotenuse). Den Pfeil für die Hangauftriebskraft muss man in dem Fall ein klein wenig länger malen, weil der Radfaher ja nach oben will. Und wenn man dann letztendlich das Parallelogramm zeichnet, ist die Hangabtriebskraft eine Komponente zur Gewichtskraft, d.h. man verbindet diese beiden Kräfte miteinander, das ergibt dann die Parallele zur Normalkraft.

Wenn der Radfahrer jetzt aber Bergab fährt, ist die Hangabtriebskraft größer, als die Auftriebs -und Reibungskraft zusammen. Ist dann die Hangabtriebskraft immer noch eine Komponente zur Gewichtskraft oder ist das dann die Hangauftriebskraft? Weil bei meinen Versuchen, dieses Kräfteparallelogramm zu zeichnen, wurde dann immer die Hangabtriebskraft halbiert, was doch eigentlich nicht stimmen kann!!

Ich würde mich sehr freuen, wenn jemand antworten würde, weil es wirklich dringend ist!! Wenn die Frage irgendwie unklar formuliert ist, würde ich auch Bilder von den Kräfteparallelogrammen reinstellen!!!

Danke im Voraus!

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