Stehe im Aufzug auf einer Waage, wann zeigt sie das größte Gewicht an?
Wenn er nach oben oder unten beschleunigt oder wenn er sich im freien Fall befindet (a=g) oder wenn er mit v=const. nach oben fährt? Ich meine, dass die Waage am meisten anzeigt wenn er nach oben beschleunigt. Begründung: 1. Im ruhenden Zustand: Fg=Fboden. 2. Beschleunigung nach oben: Fboden+Maufzug*a=Fgneu (Actio=Reactio) 3. v=const: Analog zu 2. aber a=0 da v=const. 4. Beschleunigung nach unten (wie groß a ist wird in der Aufgabe nicht definiert also a!=g um das zu vereinfachen): Fboden-Maufzug*a=Fgneu.
6 Antworten
„Gewicht“ ist ein Alltagsbegriff, der physikalisch nicht korrekt ist. Allenfalls handelt es sich um die Gewichtskraft, die nach dem Grundgesetz der Mechanik F = m * a berechnet wird.
Eine Waage misst auch nicht das Gewicht, sondern die Kraft, die die Erdbeschleunigung am Körper erzeugt.
Wenn wir davon ausgehen, dass m konstant bleibt, was in öffentlichen Aufzügen gelegentlich nicht der Fall ist, weil es immer wieder Schweine gibt, die dort ihre Masse verringern, hängt die von der Waage angezeigte Kraft ausschließlich von der Beschleunigung ab.
Bei v = const ist die Gesamtbeschleunigung ag = g + aa mit Aufzugsbeschleunigung aa = 0
Daher: ag = g
Freier Fall:
aa = - g
ag = g - g = 0
Beschleunigung nach unten:
ag = g - aa
Beschleunigung nach oben:
ag = g + aa
Da g + aa > (g), 0, (g - aa)
ist aa beim aufwärts Beschleunigen am größten und daher zeigt die Waage dabei das größte Gewicht an.
Nein, das alles spielt sich im geschlossenen Aufzug ab. Bezugspunkt ist der Aufzugsboden, der im Stillstand des Aufzuges die Gegenkraft zur Gewichtskraft erzeugt gem. actio = reactio. Die Waage steht ja auf dem Boden und hängt nicht den Füßen.
Und der Boden bringt auch beim aufwärts Beschleunigen die Beschleunigungskraft Fa = m * aa auf.
Das ist nicht der Punkt. Wenn du im Bezugssystem Aufzug bist, dann ist die Gesamtbeschleunigung immer 0.
Und sowohl beim freien Fall als auch bei konstanter Geschwindigkeit bewegt sich die Waage im Bezugssystem Aufzug nicht, in beiden Fällen ist also die Gesamtbeschleunigung auch auf die Waage = 0.
Natürlich sagt die Waage etwas anderes, es ist ja auch etwas anderes, aber deine Argumentation ist falsch, du wechselst eben während der Argumentation ständig das Bezugssystem. Nicht falsch verstehen, die Rechnungen sind ja richtig, aber das ist ja auch zu erwarten, denn du weißt als studierter Physikier ja ohnehin, was da hinkommt, die Rechnungen sind aber nicht konsistent zur physikalischen Theorie, so nach dem Motto: Was nicht passt, wird passend gemacht (sorry für den Ausdruck :-))
Wenn du meine Betrachtungen zur Beschleunigung in die Formel
F = m * a einsetzt, wirst du aber feststellen, dass als Ergebnis immer genau das rauskommt, was die Waage tatsächlich anzeigt.
Und wenn eine Theorie genau das vorhersagt, was dann in Wirklichkeit passiert, kann sie so falsch ja nicht sein. Du machst dir in meinen Augen die Sache künstlich kompliziert, weil du Bewegungen und nicht einfach nur Kräfte betrachtest.
Im übrigen habe ich nicht klassische Physik studiert, sondern u.a. Thermodynamik.
Mal eine moderne Version, nicht Newton, sondern Feldtransformation a la Einstein:
Wie schwer man sich fühlt, entscheidet das lokale Gravitationsfeld im Bezugssystem. Dieses setzt sich zusammen aus dem Gravitationsfeld mit der Stärke g und dem Trägheitsfeld mit der Stârke gT = - a. Beide kann man wie man seit Einstein 1916 weiß , lokal nicht unterscheiden. Beides zusammen ergibt also das lokale Gravitationsfeld
g-lokal = g + gT = g - a. Damit lassen sich alle Fragen beantworten
Freier Fall a = g, also g-lokal = g - g = 0, man ist schwerelos
Konstante Geschwindigkeit , also g-lokal = g - a = g - 0 = g , also ist man so schwer wie in Ruhe
Beschleunigung mit g nach oben, also g-lokal = g - (-g) = g + g = 2• g , man ist also doppelt so schwer.
Danke! Die fragen kann man ja auch durch Newton beantworten, über "deine" Version nach Einstein geht's aber natürlich viel schneller ohne große Rechnerei.
Natürlich geht Newton. Aber er kannte den Feldbegriff noch nicht. Außerdem sind auch alle Antworten mit den Kräften hier korrekt, denn für das gefühlte Gewicht ist nicht die Gesamtkraft, sondern die Summe aller Oberflächenkräfte entscheidend, also keine Feldkräfte, denn nur Oberflächenkräfte lassen sich nicht wegtransformieren und tragen daher zum mechanischen Spannungstensor bei.
sorry, ich meine, es sind nicht alle Antworten mit den Kräften hier korrekt
Keine Ahnung was das da unten alles ist....aber logischerweise nach oben. Dich drückt es ja runter, mehr oder weniger.
Das soll die Begründung in Form von Formeln sein. Wäre noch zu klären ob nach oben beschleunigt oder mit einer konstanten Geschwindigkeit nach oben. Wäre ja für nach oben beschleunigt, da ansonsten keine Kraft Fa auf die Person im Aufzug wirken würde (F=m*a und a=0).
Der Aufzug zeigt gar kein gewicht an, das macht "sie", die Waage.
Das größte Gewicht zeigt sie an, wenn der Aufzug nach oben beschleunigt. Im freien Fall zeigt sie 0 an ("Schwerelosigkeit")
Deutsche Sprache schwere Sprache - hab es korrigiert ;). Danke ja zu dem Ergebnis bin ich auch gekommen (y).
eigendlich nur während der aufwärtsbeschleunigung. hat der aufzug aufwärts seine geschwindigkeit erreicht, entspricht das angezeighte gewicht wieder dem tatsächlichen.
beim abwärtsbeschleunigen wird man während der beschleunigung leichter,
lg, Anna
wieso ist beim freien Fall die Gesamtbeschleunigung ag = 0 ? Das setzt voraus, dass du im Bezugssystem des Aufzugs bist. Wenn das aber so ist, dann ist das auch bei einer konstanten Geschwindigkeit so. Mit ag = g + aa = g bist du aber plötzlich im Bezugssystem von außen. Das ist alles sehr verwirrend