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Ariana
Anmeldungsdatum: 26.09.2006
Beiträge: 48
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 Ariana Verfasst am: 31. Okt 2008 18:40 Titel: Auto fährt in eine Straßenkurve |
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hey...
ich hab ein paar probleme mit zwei Aufgaben!
Aufgabe 1)
Eine Straßenkurve mit einem Radius von r= 30m sei um einen Winkel von  überhöht. Die Strße sei außerdem reibungsfrei. Für welchen Wert von kann ein Wagen die Kurve mit v = 40km/h durchfahren, ohne hinausgetragen zu werden?
Aufgabe2)
Ein Auto fahre um eine Straßenkurve, deren Radius r= 30m beträgt.
Durch Reibung ensteht eine Zentripetalbeschleunigung von max. 5m/s² auf. Mit welcher V kann das Auto die Kurve durchfahren.
Also erstmal zur Aufgabe 1:
Also ich versteht nicht , wo dieser winkel sich befindet 
könnte ich die eine Formel benutzen:
 = a/r
Problem bei dieser Fromel wäre...wie ich dann mein a bekomme!
ich danke im vorraus
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 31. Okt 2008 18:49 Titel: |
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Tipp: Bevor du da irgendwelche Formeln aufstellen oder benutzen kannst, brauchst du in der 1) erst einmal eine Skizze.
Wie stellst du dir die Situation laut Aufgabenstellung vor, und wie würdest du sie aufmalen? Zeige deine Skizze gerne mal hier 
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Ariana
Anmeldungsdatum: 26.09.2006
Beiträge: 48
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| Ariana Verfasst am: 01. Nov 2008 11:22 Titel: |
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die straßenkurve befindet sich zwischen P1 und P2
[Ich habe deine Grafik mal direkt als gif angehängt, da sieht man sie direkt hier im Forum. Schönen Gruß, dermarkus]
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 01. Nov 2008 12:42 Titel: |
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Schau mal noch etwas genauer in die Aufgabenstellung:
Deine Skizze zeigt nicht das, was in der Aufgabenstellung beschrieben ist. Du hast den Winkel phi als einen Winkel eingezeichnet, um den die Straße eine Kurve macht, also sozusagen ein Winkel, der sagt, wie lange die Kurve eine Kurve ist.
Die Aufgabenstellung sagt aber, dass die Straßenkurve um den Winkel phi überhöht ist. Der Winkel phi sagt also etwas darüber aus, wie stark die Straße seitlich geneigt ist.
Magst du damit noch mal eine neue Skizze machen? Und gerne versuchen, auch die Kräfte, die auf das Auto in der Kurve wirken, mit in diese Skizze einzuzeichnen?
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Ariana
Anmeldungsdatum: 26.09.2006
Beiträge: 48
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| Ariana Verfasst am: 01. Nov 2008 12:52 Titel: |
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mmh ich bekomme es nicht, dass das Bild gleich erscheint!
muss es doch wieder auf dieser weise machen
[/img]
ach jetzt geht es doch
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 01. Nov 2008 13:14 Titel: |
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Hm, wie meinst du diese Skizze? Meinst du da eine Straße, die von links nach rechts führt, und ein Auto, das von links nach rechts die Straße mit der Geschwindigkeit  hochfährt, fährt also die Straße bergauf? Wäre das nicht etwas anderes als die Aufgabenstellung
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Ariana
Anmeldungsdatum: 26.09.2006
Beiträge: 48
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| Ariana Verfasst am: 01. Nov 2008 16:26 Titel: |
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also das wäre jetzt so eine seitenansicht von der Kurve !
Die straße wird um den Winkel phi hochgehoben.
Das wäre dann wieder falsch??
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW
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| wishmoep Verfasst am: 01. Nov 2008 16:30 Titel: |
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| Ariana hat Folgendes geschrieben: | also das wäre jetzt so eine seitenansicht von der Kurve ! Die straße wird um die Winkel phi hochgehoben.
Das wäre dann wieder falsch?? |
Falsch ist wohl nicht ganz richtig, beschreiben wir es anders:
Wir haben eine Straße - genauer: eine Kurve. Diese Kurve ist um den Winkel phi "erhöht", eine kleine "Steilkurve".
Deine Skizze zeigt nun den Querschnitt durch diese Straße.
Was soll die Linie die vertikal nach oben geht darstellen?
Und falsch an dieser Skizze ist wohl das Einzeichnen deines Geschwindigkeitsvektors, denn wie dermarkus schon sagte, zeigt er, so wie er jetzt gezeichnet ist, an, dass das Auto eine geneigte Straße HINAUF fahren würde, aber wir fahren ja an der Neigung entlang 
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 01. Nov 2008 16:31 Titel: |
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Ich weiß noch nicht, ob das falsch oder richtig ist, weil ich noch nicht verstanden habe, wie du deine Skizze meinst.
Magst du mal sagen, in welche Richtung das Auto fahren soll, in welche Richtung die Gewichtskraft wirken soll, wo der rechte Straßenrand sein soll, wo der linke Straßenrand sein soll, ... oder so, damit klarer wird, wie du das meinst?
Und magst du vielleicht sogar dann gleich schon am besten das Auto und die Kräfte mit einzeichnen, die auf das Auto wirken?
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Ariana
Anmeldungsdatum: 26.09.2006
Beiträge: 48
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| Ariana Verfasst am: 01. Nov 2008 16:46 Titel: |
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also ich meine es genau so wie es wishmoep meint.
Es ist ein Querschnitt von der Kurve!
Aber ich weiß jetzt nicht wie die Farhtrichtung zeichnen soll!
Also das muss ja auf der Straße fahren , dass wäre die obrige horizontrale Linie.
Da unten kann das Auto nicht fahren, da es sonst in die Erde rein fährt!
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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Ariana
Anmeldungsdatum: 26.09.2006
Beiträge: 48
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| Ariana Verfasst am: 01. Nov 2008 17:00 Titel: |
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ja genau so meine ich es!
wäre die obrige formel jetzt passend dazu?
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 01. Nov 2008 17:07 Titel: |
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Dann fang mal an, in deine Skizze noch zusätzlich all die Sachen einzuzeichnen, von denen ich oben bereits gesprochen habe.
Denn an dem Foto kannst du natürlich noch keine Formeln ablesen.
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Ariana
Anmeldungsdatum: 26.09.2006
Beiträge: 48
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| Ariana Verfasst am: 01. Nov 2008 17:24 Titel: |
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also ich hab jetzt nur die Gewichtskraft hinzugefügt!
Also würde auch hier die Erdbeschleunigung eine Rolle spielen
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straßenkurve_1.jpg |
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
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| wishmoep Verfasst am: 01. Nov 2008 17:26 Titel: |
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Die Gewichtskraft ist okay - aber mit dem Einzeichnen der Geschwindigkeit bin ich nicht einverstanden.
Vllt versuchst du eine geschwindigkeitsabhängige Kraft einzuzeichnen, welche wäre es (und selbst wenn du das so wolltest, wäre sie falsch eingezeichnet)?
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Ariana
Anmeldungsdatum: 26.09.2006
Beiträge: 48
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| Ariana Verfasst am: 01. Nov 2008 17:41 Titel: |
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v liegt orthogonal zur Gewichtskraft.
Nach oben oder unten kann es auch nicht sein.
v muss ja die Richtung des Auto zeigen.
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straßenkurve_2.jpg |
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW
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| wishmoep Verfasst am: 01. Nov 2008 17:50 Titel: |
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| Ariana hat Folgendes geschrieben: | v liegt orthogonal zur Gewichtskraft.
Nach oben oder unten kann es auch nicht sein.
v muss ja die Richtung des Auto zeigen. |
Aussage 1: Okay
Aussage 2: Okay
Aussage 3: Okay
Aber so wie du die Geschwindigkeit eingezeichnet hast, fährt das auto den "Berg" RAUF.
Welche Kraft ist denn bei Kreisbewegungen abhängig von der Geschwindigkeit?
Diese Kraft zeigt nämlich mit in diese Richtung.
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Ariana
Anmeldungsdatum: 26.09.2006
Beiträge: 48
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| Ariana Verfasst am: 01. Nov 2008 18:19 Titel: |
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es wirken zwei kräfte in einer Kreisbewegung:
die zentrifugalkraft und die Zentripetalkraft!
Da die Straße reibungsfrei ist . Hat man keine zentripetalkraft, sondern nur die Zentrifugalkraft.
Sie müsste tangential an der Straßenkurve liegen.
Aber wie zeichne ich sie ein ?
Wenn man die Straßenkurve weiter zum kreis schließen würde, könnte man eine Tangente am Kreis zeichnen.
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
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| wishmoep Verfasst am: 01. Nov 2008 18:21 Titel: |
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| Ariana hat Folgendes geschrieben: | | Sie müsste tangential an der Straßenkurve liegen. |
Nein.
Die Geschwindigkeit zeigt tangential vom aktuellen Punkt weg.
Die Zentrifugalkraft wirkt aus Richtung des Mittelpunktes der Kurve.
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Ariana
Anmeldungsdatum: 26.09.2006
Beiträge: 48
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| Ariana Verfasst am: 01. Nov 2008 18:33 Titel: |
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Die Kraft zeigt vom Auto weg, sodass es rausfliegt!
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straßenkurve_3.jpg |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 01. Nov 2008 19:49 Titel: |
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Hm, wie kommst du auf die Richtungen deiner Pfeile ??
Vergleich mal deine Skizze mit dem Foto von oben.
In welche Richtung wirkt die Gewichtskraft? Einverstanden, nach unten in der Skizze und im Foto.
In welche Richtung fährt das Auto? Nach oben, nach unten, nach rechts, nach links, auf dich zu oder von dir weg?
Auf welcher Seite liegt der Mittelpunkt des Kreises, auf dem die Kurvenbahn liegt? In welche Richtung muss also die Zentrifugalkraft zeigen, damit sie von diesem Kreismittelpunkt weg zeigt?
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Ariana
Anmeldungsdatum: 26.09.2006
Beiträge: 48
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| Ariana Verfasst am: 01. Nov 2008 20:27 Titel: |
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es kommt auf die kurve, ob das eine rechts kurve oder eine links kurve ist.
es kann entweder nach links oder nach rechts fahren.
die zentrifugalkraft muss nach hinten weg gehen. Also seitlich am Auto wirken.
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 01. Nov 2008 21:16 Titel: |
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Mach es mal so wie in dem Foto gezeigt. Da fährt das Auto vom Auto aus gesehen eine Rechtskurve, und das Auto fährt in dem Foto nicht nach links und nicht nach rechts, sondern aus der Zeichenebene heraus auf dich zu.
Wie muss dann die Zentrifugalkraft in deiner Skizze gerichtet sein?
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Ariana
Anmeldungsdatum: 26.09.2006
Beiträge: 48
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| Ariana Verfasst am: 01. Nov 2008 21:30 Titel: |
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die Zentrifugalkraft ist senkrecht zur Bewegungsrichtung.
auf den foto bezogen, müsste v in richtung monitor gehen und die zentrifugalkraft senkrecht stehen. vom auto aus gesehen zeigt sie auf der linken seite
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wishmoep
Anmeldungsdatum: 07.09.2008
Beiträge: 1342
Wohnort: Düren, NRW
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| wishmoep Verfasst am: 01. Nov 2008 21:32 Titel: |
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| Ariana hat Folgendes geschrieben: | die Zentrifugalkraft ist senkrecht zur Bewegungsrichtung.
auf den foto bezogen, müsste v in richtung monitor gehen und die zentrifugalkraft senkrecht stehen. vom auto aus gesehen zeigt sie auf der linken seite |
Wie senkrecht zur Bewegungsrichtung?
Senkrecht worauf?
Senkrecht wozu?
Was ist die Zentrifugalkraft? Nach dem Actio est Reactio Prinzip ist die Zentrifugalkraft entgegengerichtet der ...-Kraft - und die zeigt in welche Richtung?
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 01. Nov 2008 21:33 Titel: |
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| Ariana hat Folgendes geschrieben: | die Zentrifugalkraft ist senkrecht zur Bewegungsrichtung.
auf den foto bezogen, müsste v in richtung monitor gehen und die zentrifugalkraft senkrecht stehen.
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Soweit bin ich einverstanden.
| Zitat: |
vom auto aus gesehen zeigt sie auf der linken seite |
Magst du nochmal genau in das Foto schauen? Tipp: Wo ist der Mittelpunkt des Kreises, auf dem das Auto da fährt??
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Ariana
Anmeldungsdatum: 26.09.2006
Beiträge: 48
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| Ariana Verfasst am: 01. Nov 2008 21:51 Titel: |
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den mittelpunkt sieht man nicht.
man muss ja die kurve zu einen kreis weiter denken.
vom mittelpunkt aus, muss die kraft raus gehen aus dem kreis.
Nach innen kann die kraft nicht zeigen, dass wäre nämlich die zentripetalkraft!
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 01. Nov 2008 21:55 Titel: |
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| Zitat: |
vom auto aus gesehen zeigt sie auf der linken seite |
Ah, nun sehe ich, dass du "vom Auto aus gesehen" geschrieben hattest.
Ich bin einverstanden, dass die Zentrifugalkraft vom Auto aus gesehen zur linken Seite zeigt. Also in der Skizze und im Foto von uns aus gesehen nach rechts.
Und ich bin auch einverstanden, dass das die Richtung "nach außen" in der Kurve ist.
Magst du also mal diese Zentrifugalkraft mit in die Skizze einzeichnen?
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Ariana
Anmeldungsdatum: 26.09.2006
Beiträge: 48
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aVague
Anmeldungsdatum: 04.10.2008
Beiträge: 186
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| aVague Verfasst am: 01. Nov 2008 22:14 Titel: |
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Gluck mit der Aufklarung
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Ariana
Anmeldungsdatum: 26.09.2006
Beiträge: 48
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| Ariana Verfasst am: 01. Nov 2008 22:24 Titel: |
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so wie geht man nun weiter vor.
Mir auch keine formeln ein womit ich den winkel ausrechnen kann
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 01. Nov 2008 22:46 Titel: |
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| Ariana hat Folgendes geschrieben: |
Ich sehe in meiner skizze keinen fehler.
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Mach mal das r und den schrägen Strich daran raus aus deiner Skizze, der ergibt noch keinen Sinn.
Und mach das v und den Pfeil dafür ebenfalls raus aus der Skizze. Denn wenn das Auto aus der Zeichenebene heraus auf uns zufährt, dann kann man gar keinen Pfeil für v in diese Skizze einzeichnen, weil man davon ja nur die Pfeilspitze sehen würde, die einem entgegenkommt.
Tust du dich danach leichter damit, die Zentrifugalkraft korrekt einzuzeichnen?
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Ariana
Anmeldungsdatum: 26.09.2006
Beiträge: 48
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 01. Nov 2008 23:49 Titel: |
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Einverstanden
Was würdest du nun sagen, wird das Auto von den beiden Kräften "Gewichtskraft und Zentrifugalkraft" zusammen nun eher nach links (also hangabwärts) oder eher nach rechts (also hangaufwärts in der Kurve nach außen) gezogen?
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Ariana
Anmeldungsdatum: 26.09.2006
Beiträge: 48
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| Ariana Verfasst am: 02. Nov 2008 00:20 Titel: |
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ich würde sagen die hangabtreibskraft.
es muss ja eine kraft entgegen der zentrifugalkraft wirken.
die hangabtriebskraft liegt ebenfalls senkrecht zur gewichtkraft.
zeigt also richtung kreismitte
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 02. Nov 2008 00:50 Titel: |
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| Ariana hat Folgendes geschrieben: |
die hangabtriebskraft liegt ebenfalls senkrecht zur gewichtkraft.
zeigt also richtung kreismitte |
Hoppla, nein, damit bin ich nicht einverstanden. Die Hangabtriebskraft steht nicht senkrecht zur Gewichtskraft.
Woher kommt die Hangabtriebskraft (Wer erzeugt sie?), und in welche Richtung zeigt sie ganz genau?
Die Hangabtriebskraft zeigt auch nicht ganz genau entgegengesetzt zur Zentrifugalkraft. Was würdest du sagen, gibt es hier so eine Art "Hangauftriebskraft", die der Hangabtreibskraft genau entgegenwirkt? (Wer würde die hier erzeugen?)
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Ariana
Anmeldungsdatum: 26.09.2006
Beiträge: 48
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| Ariana Verfasst am: 02. Nov 2008 01:58 Titel: |
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die hangabtriebskraft wird von der gewichtkraft erzeugt.
sie steht wahrscheinlich unter einen winkel zwischen der gewichtkraft urnd der Hangabtriebskraft. Also wenn das Auto stehen bleiben würde, würde es in Richtung der Hangabtriebskraft umkippen ----sprich in Ricchtung Kreismitte.
Die hangauftriebskraft muss entgegen wirken, sodass das auto nicht umkippt. Dann würde beim zu schnellen fahren die Hangauftreibskraft größer sein,sodass es in Richtung der zentrifugalkraft rausfliegt!
oho dann hoffe ich mich, dass ich mich jetzt nicht geirrt habe
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 02. Nov 2008 02:08 Titel: |
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Einverstanden
(Das muss gar nicht mal immer ein Umkippen sein, oft ist das sicher einfach auch nur ein Runterrutschen )
Je nachdem, wie schnell das Auto fährt, rutscht es also nach links unten runter oder rutscht nach rechts oben außen weg. Welcher Kraftpfeil in der Skizze ändert dabei je nach Geschwindigkeit seine Länge?
Wie lang würdest du die Kräfte in der Skizze malen, wenn die Geschwindigkeit des Autos gerade so groß ist, dass es weder nach unten rutscht noch nach oben wegrutscht?
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Ariana
Anmeldungsdatum: 26.09.2006
Beiträge: 48
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| Ariana Verfasst am: 02. Nov 2008 03:14 Titel: |
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| dermarkus hat Folgendes geschrieben: |
Welcher Kraftpfeil in der Skizze ändert dabei je nach Geschwindigkeit seine Länge? |
die hangauftriebskraft würde sich ändern. je größer die geschwindigkeit, desto größer hat das auto einen auftrieb.
| Zitat: |
Wie lang würdest du die Kräfte in der Skizze malen, wenn die Geschwindigkeit des Autos gerade so groß ist, dass es weder nach unten rutscht noch nach oben wegrutscht? |
die hangauftriebskraft und die hangabtriebskraft müssten gleich lang sein. wäre eine der kräfte größer,würde das auto wegrutshen
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 02. Nov 2008 03:18 Titel: |
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Einverstanden
Kannst du mal versuchen, eine Skizze zu zeichnen, in der die Zentrifugalkraft genau die passende Größe hat, damit der Pfeil für die zugehörige "Hangauftriebskraft" genau gleich lang ist wie der Pfeil für die Hangabtriebskraft, die zur Gewichtskraft gehört?
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