Gleichmäßig beschleunigte Bewegung mit Reibungsarbeit

Bullop · Anmeldungsdatum: 26.10.2013 Beiträge: 16

Hallo,

ich habe hier mal eine Übungsaufgabe bekommen die folgendermaßen lautet :

Ein Körper mit einer Masse von 1000 kilogramm soll innerhalb von 22 sekunden gleichmäßig aus dem Stand auf Ebener Strecke auf eine Geschw. von 100 km/h beschleunigt werden. Dabei ist die Reibungszahl zu berücksichtigen, die μ = 0,02 beträgt.

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Meine Lösungsvorschöag dazu:

Es könnte hier die BEschleunigung gesucht sein, also a .

Also nehme ich die bereits umgestellte Formel :

v0 entspirhct hierbei 0 .
Auch muss ich hier noch in m/s umwandeln und erhalte 27,78 m/s

Also : 27,78/22s

a = 1,26 m/s²

Nun meine Frage, wie soll ich nun noch die Reibung mit einbinden?

meine Idee:

Könnte man irgendwie die Rollreibungskraft hier mit einbringen?

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Hi,

was sollst du denn berechnen?

Bullop · Anmeldungsdatum: 26.10.2013 Beiträge: 16

Ganz genau weiß ich das auch nicht, da unser Physiklehrer immer Aufgaben gibt ohne eine Frage, was denn genau zu berechnen ist, das sollen wir selber herausfinden...

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Toller Lehrer.

M.m.n. ist hier nach der verrichteten Arbeit gefragt. Was meinst du dazu?

Bullop · Anmeldungsdatum: 26.10.2013 Beiträge: 16

Bisher haben wir mit der Reiungskraft den Bremsweg eines Zuges , Bremsung einer Geschwindigkeit von 50 und 30 km/h , und gefahrenbremsung berechnet.

Sowie die Haftreibung Fr (setze mal für das Beispiel ein) = 1000kg * 9,81 * 0,02 = 196,20 N

Wenn ich für die Gleitreibung 0,02 einsetze msste das selbe rauskommen.

Und wenn die Bremse nicht angezogen ist ebenfalls.

Jedoch wenn sich ein Körper bewegt und das gleichmäßig auf gerader Linie , und da noch die Reibung einberechnen soll verstehe ich nicht so ganz. Könnte die Reibung damit gemeint sein, beim Start des Autos bspw. ? Oder die dauer der Reibung, bis das Auto auf 100 km/h ist?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

hangman · Anmeldungsdatum: 07.02.2011 Beiträge: 319

Geht es hier denn nicht um die Frage welche Beschleunigung

der Wagen benötigt um aufgrund der Reibungskraft den Wagen von

auf

in

zu beschleunigen?

Demnach wäre die Beschleunigung die der Wagen aufbringen muss doch

bzw.

also ist

Die effektive Beschleunigung wäre doch

Nun müsste

bestimmt werden? grübelnd

Beste Grüße! smile

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Ob mit oder ohne Reibung, um den Wagen in 22 Sekunden von 0 auf 100km/h zu bringen, wird er immer gleich stark beschleunigt werden müssen. Wieso Du hier unterschiedliche Beschleunigungen ins Spiel bringst, ist deshalb nicht einzusehen. Allerdings benötigst Du für diese Beschleunigung je nach Größe der Reibung unterschiedliche Kräfte und musst deshalb mehr oder weniger Arbeit aufbringen. Diese Arbeit zu bestimmen, war ja bereits vorgeschlagen worden.

hangman · Anmeldungsdatum: 07.02.2011 Beiträge: 319

Okay, stimmt. Dann läuft es wohl auf die Berechnung der Arbeit hinaus.

Beste Grüße! smile

Bullop · Anmeldungsdatum: 26.10.2013 Beiträge: 16

Würde das dann folgendermaßen aussehen?

Habe zuerst die BEschleunigung ausgerechnet, siehe oben.

Dann habe ich die Formel v = a*t + v0 benutzt, wobei v0 wegfällt.

Und erhalte dadurch 27,72 m/s.

Dann habe ich folgende Formel benutzt :

Wb = m/2 (ve ² - va ² )

500 kg ( 27,78² - 0)

Wb = 385864,2 kJ ?

Bullop · Anmeldungsdatum: 26.10.2013 Beiträge: 16

Habe meinen Physiklehrer überreden können, mir die Frage zu dieser Aufgabe zu sagen. Ja, man muss die verrichtete Arbeit errechnen unter der Bedingung der Reibungskraft. Würde denn meine Gleichung so stimmen?

Bloß wie ich die Reibungskraft mit einbringen solll ist mir bisher ein Rätsel.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Nun musst Du zur von Dir richtig berechneten kinetischen Energie, die Du als Arbeit aufwenden musst, nur noch die Reibarbeit dazu addieren. Die ist bekanntlich

Den Weg s berechnest Du aus den Bewegungsgleichungen für die gleichmäßig beschleunigte Bewegung zu

Gesamtergebnis (zur Kontrolle)

Bullop · Anmeldungsdatum: 26.10.2013 Beiträge: 16

Hmm kannst du mir erklären, warum gerade s = 1/2 v*t , und nicht
s=a/2 *t²?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Bullop · Anmeldungsdatum: 26.10.2013 Beiträge: 16

Okay.

als Weg bekomme ich 305,58m heraus und habe es in die Gleichung

my * m*g*s eingesetzt und erhalte 59954,80 kJ heraus.

Dann noch zusammenaddiert mit 385864,20 kJ erhalte ich rund 446 kJ .