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Seder
Anmeldungsdatum: 29.08.2018
Beiträge: 4
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 Seder Verfasst am: 29. Aug 2018 15:22 Titel: Kiste an Seil |
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Guten Tag,
ein Kommilitone und ich haben ein Problem mit der Aufgabe aus der Überschrift, anbei hänge ich natürlich noch Links zu unseren Lösungsansatz und der eigentlichen Aufgabe an.
Das Problem welches wir jetzt haben ist, dass wir zwar auf das richtige Ergebnis kommen, allerdings definitiv einen Rechenfehler gemacht haben als wir G auf beiden Seiten subtrahiert haben um die Gleichung nach 0 umzustellen, wir hatten vergessen das vorher errechnete Ergebnis für N in Klammern zu setzen und auszumultiplizieren. (Nur noch einmal zur Präzisierung es handelt sich um den Rechenschritt mit der Seitennote "Eins von beiden muss 0 werden")
Nun ja die Frage ist recht einfach, wie geht es bitte weiter bzw. wir kommen mittels ausmultiplizieren immer wieder auf falsche Ergebnisse, also wo liegt unser Fehler oder war es aus unerfindlichen Gründen richtig die Mathegesetze übern Haufen zu werfen ?
Lieben Dank für etwaige Antworten 
Lösung laut Buch: 16,7° und 0,287G - Wäre nicht das erste Mal, dass die Ergebnisse des Buchs nachweislich falsch sind, könnte also ggf. auch daran liegen
Willkommen im Physikerboard!
Ich habe die beiden Bilder aus dem externen Link geholt, stark verkleinert, zur besseren Lesbarkeit gedreht und als Anhang eingefügt. Bitte verwende keine externen Links, die sind irgendwann kaputt.
Viele Grüße
Steffen
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 29. Aug 2018 17:09 Titel: |
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| Seder hat Folgendes geschrieben: | | Das Problem welches wir jetzt haben ist, dass wir zwar auf das richtige Ergebnis kommen, allerdings definitiv einen Rechenfehler gemacht haben ... |
Da habt ihr offenbar durch unzulässige Rechenoperationen zufällig das richtige Ergebnis erhalten.
Wie begründet ihr denn überhaupt, dass bei diesem Winkel die Zugkraft, wie gefordert, minimal ist?
Für mich ist das eine reine Extremwertaufgabe. Um die zu lösen, müsst ihr zunächst die Funktion ) aufstellen, die dann ableiten und null setzen. Dabei ergibt sich  . Diesen Winkel dann in die Gleichung für P einsetzen.
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Seder
Anmeldungsdatum: 29.08.2018
Beiträge: 4
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| Seder Verfasst am: 29. Aug 2018 17:27 Titel: |
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Vielen Dank erst einmal für die schnelle Antwort.
Nun mit absoluter Gewissheit kann ich nicht sagen, dass die mittels des Winkels errechnete Kraft die minimal mögliche ist, allerdings kann man ja recht einfach nachdem man den Winkel berechnet hat mittels Summe der Horizontalen Kräfte die Maximal mögliche Kraft bestimmen.
Wie bereits geschrieben, stehen wir auf dem Schlauch was die Bestimmung des Winkels angeht bzw. was die korrekte herangehensweise wäre. Standardmäßig lösen wir ja jede Mechanik Aufgabe in der Stereostatik mittels Kräftegleichgewicht, daher auch unser versuch darüber zu einer Lösung zu kommen.
Je mehr ich allerdings darüber nachdenke desto weniger will mir etwas einfallen, eigentlich sollte es doch lösbar sein wenn ich im Prinzip jediglich zwei Unbekannte mittels zwei Gleichungen (Summe Horizontal/Vertikal) ermitteln will.
Ich will damit nicht sagen, dass ein Lösen mittels Extremwert nicht möglich wäre, halte es allerdings auf Grund der Umstände bezüglich Klausurrelevanz und Eingrenzung bzw. vorher geübten für unwahrscheinlich, dass dies der Lösungsweg ist.
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5891
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| Myon Verfasst am: 29. Aug 2018 18:29 Titel: |
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Das Problem ist, dass in den 2 Gleichungen für das Kräftegleichgewicht mit N eine dritte Unbekannte auftaucht. Ein Kräftegleichgewicht, bei dem sich die Kiste gerade noch nicht bewegt, ist bei jedem Winkel alpha möglich. Es ist deshalb, wie GvC oben schrieb, erst mit  als 3. Gleichung erhält man den gesuchten Winkel, wo P minimal wird.
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 30. Aug 2018 01:25 Titel: |
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| Seder hat Folgendes geschrieben: | | ... allerdings kann man ja recht einfach nachdem man den Winkel berechnet hat ... |
Die Frage bleibt: Wie willst Du den Winkel bestimmen? Der ist ja an eine Bedingung geknüpft, nämlich die des minimalen Kraftaufwandes. Wie willst Du diese Bedingung mathematisch umsetzen? Das ist doch der Kern der Aufgabe!
| Seder hat Folgendes geschrieben: | | Standardmäßig lösen wir ja jede Mechanik Aufgabe in der Stereostatik mittels Kräftegleichgewicht, ... |
Hier auch. Kräftegleichgewicht:
)
| Seder hat Folgendes geschrieben: | | Ich will damit nicht sagen, dass ein Lösen mittels Extremwert nicht möglich wäre, halte es allerdings auf Grund der Umstände bezüglich Klausurrelevanz und Eingrenzung bzw. vorher geübten für unwahrscheinlich, dass dies der Lösungsweg ist. |
Was für Umstände? Was ist an der Ableitungsbildung denn schwierig? Du kennst die Quotienten- und die Kettenregel sowie die Ableitungen von Sinus und Kosinus. Das ist doch ganz normales Mathematik-Handwerkzeug, welches in der Physik immer anzuwenden ist. Denn die "Sprache" der Physik ist nun mal die Mathematik.
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