Schiefe Ebene: wieso ist Fh + Fn größer als Fg?


14.05.2020, 19:53

Die Gewichtskraft bleibt ja stets gleich...

2 Antworten

Die Kräfte werden so gezeichnet, dass sie ein rechtwinkliges Dreieck ergeben. Und nach dem Satz des Pytagoras gilt nicht a+b=c sondern a²+b²=c².

Und das ist nicht nur mathematisches Geschwafel. Wenn die Kraft nicht nur starr wirkt, sondern zu einer Bewegung führt, steigt die Kinetische Energie mit dem Quadrat der Geschwindigkeit. Die wird dann aufgeteilt, weder vermindert noch erhöht. Für Energie gibt es den bekannten Erhaltungssatz. Für Kraft nicht.

Das mit der Energie ist ja klar, aber ich meine es ja nicht so. Sagen wir ein Holzklotz der Masse 13kg liegt auf einer schiefen Ebene mit dem Neigungswinkel 55°.

Fg ist dann 13kg * 9,81m/s^2 = 127,53N

Für Fh gilt Fh = Fg * sin(a) = 127,53N * sin(55) = 104,47N

Für Fn gilt Fn= Fg * cos(a) = 127,53 * cos(55) = 73,15N

Fh+Fn= 104,47N + 73,15N = 177,62N

Das verstehe ich nicht, wieso die Summe von Fh und Fn nicht Fg ergeben...

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@SPB1KV

Weil die Kathetenlängen zusammen größer sind als die Hypothenusenlänge. 3²+4²=5², aber 3+4>5.

Generell kann man Kräfte fast nach Belieben manipulieren, auch erhöhen, durch Flaschenzüge, Hebel, Äxte und Messer uva. Du kannst dich an ein Seil hängen und deine Gewichtskraft von vielleicht 700 N in zwei Kräfte von jeweils 70.000 N aufteilen. Für Kräfte gelten keine Erhaltungsregeln.

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@ThomasJNewton

Danke, dass du mir das erklärt hast, dass keine Erhaltungsregeln gelten. Aber.. Ich will nicht einfach die Formeln auswendig lernen, sondern verstehen wieso etwas so ist, wie es ist. Kannst du mir irgendwie erklären, wieso Fh+Fn>Fg gilt? Nicht mathematisch, sondern physikalisch

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@SPB1KV

Du leitest es mathematisch her, mit Sinus und Cosinus, was ja nur eine ausführlichere Version des Satzes des Pythagoras ist. Und ich soll es dir dann unmathematisch begründen?

Da fällt mir nichts weiter ein, außer dass es Erhaltungsgrößen gibt. Energie gehört dazu, Kraft nicht.

Die Mathematik ist ein Hilfmittel. Du kriegst eine Mutter nicht gelöst? Dann nimmst du eben einen Schraubenschlüssel. Dann fasst man eine Erfahrung in das Hebelgesetz.

Ich kann dir eine ganz andere Erfahrung mitteilen. Manches muss man erst mal "sacken lassen", oder "eine Nacht drüber schlafen". Direktes Nachfragen und Verstehenwollen helfen oft nicht, weil Erfahrungen, die sich erst mal zu widersprechen scheinen, neu abgeglichen werden müssen. Und das geschieht nun mal oft nebenbei oder im Schlaf.

Oder kennst du das nicht, dieses "Ich weiß es, aber ich komm nicht drauf"? Man kommt oft erst drauf, wenn man nicht daran denkt. Oder dass sich das Problem des letzten Tages beim morgentlichen Duschen löst?

Also bis morgen!

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@ThomasJNewton

Was hälst du von den Ausführungen des Mannes in diesem Video: https://youtu.be/4SZMXJolNbs

?

Er hat im Prinzip die physikalische Begründung geliefert, denn das ganze System der Kräfte ist komplizierter, als es im schulischen Lehrplan erklärt wird.

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@SPB1KV

"Es wird immer falsch erklärt". Aber der Kerl im Video ist nicht mal in der Lage, die Lautstärke einzustellen. Es gibt gute Videos, schlechte Videos und ... Videos.

Es bleibt bei meinem Rat, es mal sacken zu lassen. Warum reagiere ich überhaupt direkt?

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Naja weil sonst das Auto ja stehen würde?
Oder gibts noch eine Reibkraft oder eine Kraft die Bergauf zeigt?

Naja, ich meine halt, dass die Gewichtskraft ja in die zwei Komponenten (Hangabtriebskraft und Normalkraft) zerlegt werden. Aber der Betrag der Summe von Fh + Fn steigt ja von 0 bis 45 Grad des Winkels und sinkt von 45 bis 90 Grad.

Somit ist Fh + Fn nur gleich Fg, wenn die Ebene keinen Einfluss auf den Gegenstand hat. Jetzt ist die Frage, was für einen Einfluss die Ebene hat, dass Fh + Fn größer sind, als Fg?

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