Kippwinkel

Nicole3 · Gast

Meine Frage:
Hallo Leute!

Ich bin dringend auf eure Hilfe angewiesen. Grund sind meine 2 vermasselten Technologie/Physik Tests dieses Jahr, und jetzt gehts auch schon aufs Zwischenzeugnis zu. Da sich die meisten bei uns damit bewerben und mehrere schlecht abgeschnitten haben, hat unsere Lehrerin mehrere Aufgaben verteilt über welche am Montag Kurzreferate gehalten werden sollen. Teilweise haben wir denn dazu benötigten Stoff noch nicht durchgenommen, dass war der Kompromiss für die zusätzliche Note. Ich hab folgende Aufgabe bekommen:

Ein Betonklotz der Masse m = 4,0 t liegt auf der Ladefläche eines Lasters und soll abgekippt werden. Bei welchem Kippwinkel beginnt der Klotz zu rutschen? (reibungskoeffizienten: µ H = 0,40 ; µ G = 0,35)

Da ich absolut keinen Schimmer habe wie ich vorgehehen soll, wäre ich euch sehr verbunden wenn ihr mir Hilfeleistung geben könntet. Super wäre es auch noch wenn ihr ein paar quellen hättet mit denen ich theoretischen Stoff dazu erklären könnte.

Wäre super von euch! VIELEN VIELEN DANK :)

Meine Ideen:
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franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Vermutlich kippt die Ladefläche; also ist Haftreibung auf geneigter Ebene zu überwinden?
http://de.wikipedia.org/wiki/Schiefe_Ebene
Empfehle Skizze, Eintrag der Gewichtskraft (Vektorpfeil) und Zerlegung in parallele und senkrechte Komponente zur Schräge. Dann gehts weiter...

Nicole3 · Gast

Hallo Franz, werde mir mal den wikipedia artikel zu gemüte führen und dann meine vorschläge rein posten smile

Nicole3 · Gast

Das ist alles so hochgestochen formuliert und für ne jemanden wie mich, der in pyhsik nicht wirklich glänzt, absolut unverständlich.

wäre es jemandem möglich das in verständlichen, eigenen worten wiederzugeben? smile

und deine empfehlung zu Skizze, Eintrag der Gewichtskraft (Vektorpfeil) und Zerlegung in parallele und senkrechte Komponente zur Schräge sagt mir auch nicht wirklich was.

ich weiß das die normalkraft immer senkrecht zur ebene steht, und die hangabtriebskraft parallel zur ebene. aber mehr dann auch nicht. und wie das dann mit der reibung kombiniert wird versteh ich auch nicht so ganz.

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

In dem verlinkten Artikel ist eine solche Skizze. Übertrag die vielleicht mal aufs Papier (Reibung erstmal beiseite) und vervollständige das Parallelogramm F_N, F_H mit der Diagonale F_G. Mit dem Verständnis dieser "Zerlegung" bist Du schon ein gutes Stück weiter.

kingcools · Anmeldungsdatum: 16.01.2011 Beiträge: 700

die schwerkraft lässt sich bei der schiefen ebene in 2 teile aufteilen:

wie du sagtest einmal in einen teil parallel zur schiefen ebene und einmal senkrecht dazu. NUR die parallele komponente führt(wenn überhaupt) zur bewegung des körpers.
Parallel zur Ebene wirkt auch die Reibkraft für die gilt:

Fr = mü*F_senkrecht, also die senkrecht zur ebene wirkende gewichtskraft.
mü ist im Falle des Haftens(d.h. keine relativgeschwindigkeit, also steht der körper still relativ zum untergrund) das Mü_h und wenn er sich schon bewegt Mü_g("Gleitreibung").
F_senkrecht = m*g*cos(alpha), wobei alpha der winkel zwischen ebene und horizontalen ist.

Die parallel wirkende Kraft hat folgenden Wert:

F_parallel = m*g*sin(alpha)
Wenn du dir mal überlegst das du alpha auf null setzt, also eine horizontale ebene betrachtest, dann wirst du merken, dass dann die parallelkomponente Null ist, was logisch ist, da dann die Gewichtskraft natürlich komplett "nach unten" wirkt.

Also:

Jetzt musst du nur noch das Kräftegleichgewicht aufschreiben:
Summe aller Kräfte parallel zur Ebene die an dem Klotz angreifen:
0 = Summe aller Kräfte = F_parallel - F_reibung
Wenn das gilt rutscht es gerade so nicht.
D.h. für einen etwas größeren Winkel gilt...?

Nicole3 · Gast

Hi! Erstmal danke für die Antwort! So richtig schlau werd ich dadurch aber auch nciht.

Wie gesagt, bin in Phsyik/Technologie nicht wirklich ne Leuchte, aber gebe jetzt einfach mal mein Bestes.

bin jetzt mal so vorgegangeN: Habe eine Skizze angefertigt bei der ich jetzt von 20° ausgegangen bin und dann auf die Schiefe ebene einen Klotz gemalt habe in der ca. von der mitte ein Gewichtskraft-strich Senkrecht nach unten geht. die länge hab ich folgendermaßen ausgerechnet: 9,81 * 4000. da sind dann ca. 39000 rausgekommen. also 3,9 cm nach unten angetragen. dann hab ich senkrecht zur schiefenen ebene von diesem punkt in der mitte vom klotz die Hangabtriebskraft nach unten angezeichnet. habe dann diese linie bis zur spitze der FG parallelverschoben. richtig soweit? (kämpfe mich durch sämtliche internetseiten )

dann hab ich einen 90 grad winkel von der FH kraft auf die eben eingezeichnete parallele angetragen und somit die länge der normalkraft (3,7 cm) = 37000 N erhalten. danach einfach noch eine parallele zu diesem 90 grad winkel von der sptze der FG nach oben. die wo dieser punkt die hangagbriebskraft schneidet bis zum punkt in der mitte vom klotz ist dann die FH? richtig?

und weiter weiß ich nicht

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Crossposting

Nicole3 · Gast

bitte was?

kingcools · Anmeldungsdatum: 16.01.2011 Beiträge: 700

ich hab dir alles genannt was zum lösen gebraucht wird. Du musst nur noch umformen. Probier es einfach mal

Nicole3 · Gast

unter F_parallel verstehst du die Hangabriebskraft oder?

was ich dann nicht so ganz verstehe ist der satz, ich versuch ihn mal in meine worte zu fassen:

Wenn du dir mal überlegst das du alpha auf null setzt, also eine horizontale ebene betrachtest, dann wirst du merken, dass dann die parallelkomponente Null ist, was logisch ist, da dann die Gewichtskraft natürlich komplett "nach unten" wirkt.

ich betrachte eine horizontale ebene, dabei erkenn ich das die Hangabtriebskraft Null ist. und die gewichtskraft geht eben nur nach unten, richtig?

so, und was soll ich da jetzt genau 0 setzen?
alpha?

kingcools · Anmeldungsdatum: 16.01.2011 Beiträge: 700

die parallele Kraftkomponente die auf den Klotz wirkt.

Damit sich der Körper NICHT bewegt muss die Summe aller Kräfte gleich Null sein.
Da der Körper natürlich nicht in die ebene rein rutschen kann ist die Kraft in senkrechte Richtung zur ebene sowieso null und daher uninteressant.
Wenn du alpha gleich Null setzen würdest hättest du eine horizontale Ebene was nicht der Aufgabe entsprechen würde.
Hattet ihr die Newton'schen Gesetze nicht?