schiefe Ebene < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
|
| Status: |
(Frage) beantwortet  | | Datum: | 18:01 Mi 27.10.2004 | | Autor: | DSJuster |
Ich hab hier eine Aufgabe bekommen und weiß nicht wie ich da herangehen soll. Gegeben ist eine schiefe Ebene mit den Basiswinkeln 30°und 60° Auf beiden Ebenen liegt jeweils ein Massestück von 50 kg, die mit einem Seil verbunden sind. Ich soll jetzt Fadenspannung und Beschleunigung ausrechnen. Von Fadenspannung berechnen hab ich bisher nur noch wie etwas gehört und auch bei der Beschleunigung hab ich keine Idee wie ich da herangehen könnte
|
|
| |
|
Hi DSJuster,
die Fadenspannung ist wahrscheinlich die Kraft, mit der der Bindfaden gespannt, also auseinander gezogen wird.
Stell dir vor, an der Decke baumelt an einem Roßhaar ein Schwert über dem Haupte des antiken Königs Damokles. Das Schwert hat eine Gewichtskraft von 80 Newton. Dann ist die Kraft, mit der das Haar gespannt wird 80 Newton.
Stell dir außerdem vor, an einem Seil zieht links einer mit 200 Newton, rechts einer mit 200 Newton. Dann ist die Seilspannung...
...nein nicht 400 Newton, die ist 200 Newton.
Beim ersten Beispiel zieht ja auch das Schwert am Roßhaar mit 80 Newton, aber an der Decke ist ja das Haar auch irgendwie festgemacht; also zieht dort ein Haken oder sowas in der Art das Haar mit 80 Newton nach oben, damit es nicht mit dem Schwert nach unten saust und den Damokles zerteilt.
Du brauchst in deiner Aufgabe also zuerst mal die Kräfte, die deine beiden Massestücke nach unten ziehen, aber nicht die Gewichtskräfte selber, sondern die Kräfte entlang der schiefen Ebenen. Diese Kräfte hängen jeweils von der Masse bzw. deren Gewichtskraft und der Schrägheit (also dem Winkel) der geneigten Ebene ab.
Diese Kräfte ziehen deinen Faden auseinander.
Die Kräfte sollten verschieden groß sein.
Ein Ding das von verschieden großen Kräften in verschiedene Richtungen gezerrt wird, das bewegt sich, genauer: es wird beschleunigt.
Beim Tauziehen etwa zieht Mannschaft A mit 1000 Newton, Mannschaft B mit 1100 Newton. Dann bleibt insgesamt eine beschleunigende Kraft von 100 Newton in Richtung von Mannschaft B, die übrigen 1000 Newton der Mannschaft B werden gewissermaßen von Mannschaft A kompensiert und stecken als Fadenspannung im Seil.
Rechne doch mal die Kräfte aus, mit denen deine beiden Massen schräg nach unten gezogen werden. Vielleicht reicht dir das ja schon als Anfang um von selbst zum Ziel zu kommen.
Solltest du wieder Schwierigkeiten haben, erwarte ich von dir, dass du uns deine bisherigen Resultate mitteilst.
Hugo
|
|
|
| |
|
Also
ich helf dir nochma etwas konkreter weiter:
(wenn ich die Aufgabe richtig verstanden habe, dann sieht das Ganze folgendermaßen aus)
http://home.arcor.de/woistderrosaelefant/Schule/Physikaufgabe.JPG
Es wirken auf die beiden Massenstücke doch jeweils die Hangabtriebskraft bei 60° und die bei 30°.
Ich gehe davon aus, dass die Winkel [mm] \alpha [/mm] 1 und [mm] \alpha [/mm] 2 die Steigung angeben. Die Definition von [mm] \alpha [/mm] 1 und 2 ist meiner (äußerst hübschen)Zeichnung zu entnehmen.
Also gilt:
Massenstück 1 bei 60° hat $ [mm] F_{H1} [/mm] $
Massenstück 2 bei 30° hat [mm] F_{H2}
[/mm]
$ [mm] F_{H1}=sin \alpha$1 [/mm] *m*g =424,78 N
$ [mm] F_{H2}=sin \alpha$2 [/mm] *m*g =245,25 N
Die Kraft mit der das Seil gespannt wird ist dem zu Folge 245,25 N.
Da [mm] \alpha [/mm] 1 > [mm] \alpha [/mm] 2 ist wie oben zu sehen [mm] F_{H1}>F_{H2}
[/mm]
D.h. Das System wird beschleunigt. Wie ist der Zeichnung zu entnehmen.
[mm] F_{a}=Kraft [/mm] die zur Beschleunigung führt
[mm] F_{a}=F_{H1}-F_{H2}=179,53 [/mm] N (gerundet)
Da F=m*a ist a=F/m
wenn man die Masse der Seile vernachläßigt gilt:
a=179,53N/100 kg=1,7953 ms^-2
Wenn m2 aber den "Gipfel erreicht ändert sich das ganze aber natürlich etwas, aber das ist sicher nicht mehr Teil der Aufgabe oder?
MfG
Johannes
Auf eventuelle Fehler bitte hinweisen ;)
|
|
|
|
