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denzur
Anmeldungsdatum: 04.12.2010
Beiträge: 13
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 denzur Verfasst am: 04. Dez 2010 21:16 Titel: Wie berechne ich die Trägheit eines Klotzes |
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Hallo Zusammen,
die Aufgabe ist im Anhang.
Mein Gedankengang sieht wie folgt aus:
Die Trägheit des Blocks A lässt sich wie folgt berechnen:
m*g*reibungskoeffizient
also 2kg * 9.81m/s² * 0.7 = 13.734N
sobald eine Kraft auf den Block wirkt die größer als dieser Wert ist, sollte sich der Block bewegen.
Nun berechne ich die Kraft die der Klotz B auf den Klotz A auswirkt:
1.6kg * 9.81m/s² = 15.696 N
Daraus folgt, dass Klotz A Klotz B in bewegung versetzt.
Ist das so richtig? Welche Kraft wirkt denn nun im Seil? eigentlich doch nur die Kraft, die versucht Klotz A an Ort und Stelle zu behalten also die Trägheit?
Laut Lösung sollte dies 14.82 N sein.....was mache ich falsch?
Viele Grüße Denis
| Beschreibung: |
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| Angeschaut: |
1195 mal |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 05. Dez 2010 01:04 Titel: Re: Wie berechne ich die Trägheit eines Klotzes |
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| denzur hat Folgendes geschrieben: |
Die Trägheit des Blocks A lässt sich wie folgt berechnen:
m*g*reibungskoeffizient
also 2kg * 9.81m/s² * 0.7 = 13.734N
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Das nennt man nicht die Trägheitskraft.
Sondern das ist einfach nur die Reibungskraft, die nach links zieht, wenn sich der Körper A nach rechts bewegt.
| Zitat: |
Nun berechne ich die Kraft die der Klotz B auf den Klotz A auswirkt:
1.6kg * 9.81m/s² = 15.696 N
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Das ist die Gewichtskraft auf den Körper B, die nach unten zieht.
| Zitat: |
Daraus folgt, dass Klotz A Klotz B in bewegung versetzt.
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So würde ich das nicht so ganz formulieren.
Hast du schon gelernt, was ihr unter einem "free-body diagram" verstehen wollt? Nach dem, was ich darüber durch googlen finde, ist das so eine Art Bild, in dem all die Kräfte eingezeichnet werden, die auf das Gesamtsystem wirken.
Hast du schon versucht, so ein Diagramm zu zeichnen?
Das wird zum Ausdruck bringen, dass die Gewichtskraft F_G in die eine Richtung zieht, während die Reibungskraft F_R dagegenzieht. (die Rolle dazwischen lenkt das ganze einfach nur um, so dass sie senkrechte Gewichtskraft und die horizontal wirkende Reibungskraft einander entgegenwirken)
Die Gesamtkraft auf das System ist also die Differenz dieser beiden Kräfte F_tot = F_G - F_R.
Auf was wirkt nun diese Gesamtkraft? nicht nur auf den Körper A, nicht nur auf den Körper B, sondern auf beide Körper. Also auf die Summe der Massen der beiden Körper. Wie groß ist diese Gesamtmasse?
Mit welcher Beschleunigung setzen sich also diese beiden Körper in Bewegung?
Und dann erst kommen wir zu dem, was man als Trägheit bezeichnet. Mit welcher resultierenden Kraft F_{res,A} muss man am Körper A ziehen, damit er sich mit dieser eben berechneten Beschleunigung nach rechts bewegt? Genau mit einer Kraft dieses Betrages zieht der Körper A dagegen und wehrt sich damit mit seiner Massenträgheit gegen das Beschleunigtwerden. (|F_träg,A|= |F_{res,A}|)
Also zieht der Körper A insgesamt mit der Kraft F_R + |F_träg| nach links, während er beschleunigt wird. Woran zieht er konkret? Was hat das also mit der Lösung der Aufgabe zu tun?
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Und kannst du das ganze mit den erhaltenen Zahlenwerten mal in eine Übersichtsskizze einzeichnen? Welcher Teil der Gewichtskraft auf B wird für das Beschleunigen von B verwendet? Welcher Teil für das Beschleunigen von A? Und welcher Teil für das Kompensieren der Reibungskraft?
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denzur
Anmeldungsdatum: 04.12.2010
Beiträge: 13
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| denzur Verfasst am: 05. Dez 2010 02:25 Titel: |
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Hallo dermarkus,
Danke für deine Hilfe!
Also wir haben die Kräfte die ich berechnet habe:
Reibungskraft: 2*9,81*0,7 = 13,734 N
Gewichtskraft vom B : 1,6*9,81 = 15,696 N
F_tot = 13,734N + 15,696 N = 29,43N
Jetzt gibt es die Formel: F=m*a
a = 29,43N/3,6kg = 8,175 m/s²
so jetzt die trägheit:
F_{res,A} = 2kg * 8,175m/s² = 16.35 N
|F_träg,A|= |F_{res,A}|
F_R + |F_träg| müsste also die Kraft sein die an meinem Seil zieht.
Irgendwo mache ich einen fehler denn es kommt hier:
13,734N + 16,35N = 30,084 N raus anstatt den richtigen 14,82 =(
Viele Grüße
Denis
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 05. Dez 2010 02:32 Titel: |
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| denzur hat Folgendes geschrieben: |
Reibungskraft: 2*9,81*0,7 = 13,734 N
Gewichtskraft vom B : 1,6*9,81 = 15,696 N
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Einverstanden, vergiss aber auch zwischendurch nicht, immer die Einheiten mit dazuzuschreiben. Sonst stimmen alle deine Gleichungen strenggenommen nicht, so wie du sie hinschreibst.
| Zitat: |
F_tot = 13,734N + 15,696 N = 29,43N
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HOPPLA! Mach dir unbedingt eine Skizze dazu, bevor du losrechnest! Wirken diese beiden Kräfte zusammen in dieselbe Richtung, oder wirken sie gegeneinander?
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denzur
Anmeldungsdatum: 04.12.2010
Beiträge: 13
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| denzur Verfasst am: 05. Dez 2010 02:41 Titel: |
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Perfekt!
Vielen Dank für die ausführliche Erklärung =)
Jetzt kann ich endlich schlafen gehen hier in Rumänien ist es schon 20 vor 4Uhr :-P
Gute Nacht!
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 05. Dez 2010 02:49 Titel: |
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Dann hast du also nun den Fehler im "Hoppla"-Schritt korrigiert?
Dein Rechenweg in den darauffolgenden Schritten war korrekt, hat es nun mit den entsprechend korrigierten Werten geklappt?
Und hast du es geschafft, das Übersichts-Kräftebild zu zeichnen, das ich dir am Ende noch vorgeschlagen habe? Ich glaube, so etwas kannst du sehr gut brauchen, damit sich das Verständnis von der Sache entwickeln und setzen kann, obwohl du diesmal beim Lösen der Aufgabe noch nicht wirklich selbst üben konntest, ob du mit dem bisher Verstandenen auch selbst jeweils einen Lösungsweg finden kannst. (Sowas wirst du dann natürlich dringend in der Klausur brauchen.)
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denzur
Anmeldungsdatum: 04.12.2010
Beiträge: 13
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| denzur Verfasst am: 05. Dez 2010 11:09 Titel: |
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Eine Frage noch:
Wieso ziehe ich für F_tot eigentlich die Reibungskraft von der Gewichtskraft ab und nicht umgekehrt? Weil das dann ein negativer Wert wäre? Immer das größere vom kleineren?
Gruß
Denis
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 05. Dez 2010 11:31 Titel: |
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Hm, ob du dir da am besten mal die Grundlagen zur Vektoraddition nochmal kurz anschaust? Gerne in einer sehr direkten und anschaulich gehaltenen Version wie in
http://www.leifiphysik.de/web_ph07_g8/grundwissen/10kraftadd_zerl/kraefteadd_zerl.htm
Findest du mit solchen gezeichneten Überlegungen dann leicht selbst heraus, in welche Richtung jeweils der Pfeil der resultierenden Kraft zeigt, und wie lang er ist?
Ich glaube, so eine Anschauung direkt über Skizzen hilft dir viel mehr als
- wenn ich dir jetzt was formal von Vektoraddition in Komponentenschreibweise erzählte, oder
- etwas davon, dass die Vorzeichen einer Koordinaten-Achse beliebig gewählt werden können, sobald man sich für den Rest der Aufgabe daran hält.
- Oder etwas davon, dass es gleichbedeutend ist, ob man sagt, es wirke eine resultierende Kraft +|F_tot| nach rechts oder die resultierende Kraft -|F_tot| nach links, nur dass es einfacher und direkt anschaulicher ist, einfach gleich so zu rechnen, dass die resultierende Kraft als positiv herauskommt, weil man dann weniger Minuszeichen in den Zwischenergebnissen der Rechnung stehen hat ...
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