Schräg gezogener Block

Mulder · Anmeldungsdatum: 01.11.2007 Beiträge: 80

Hallo zusaammen,

mal wieder ein kleines Problem bei einer Aufgabenstellung. Und zwar weiß ich ein paar Formeln bestimten Kräften nicht so richtig zuzuordnen. Aufgabe ist folgende:

Ein Block der Masse m=5kg wird anhand eines Seiles einen horizontalen Fußboden entlanggezogen. Das Seil übt unter einem Winkel von 25° oberhalb der Horizontalen eine Kraft mit dem Betrag F=12N aus.

a) Wie groß ist der Betrag der Beschleunigung des Blocks?
b) Der Betrag der Kraft F wird langsam erhöht. Wie hoch ist dieser Betrag, kurz bevor er vom Boden abhebt?
c) Wie groß ist der Betrag der Beschleunigung des Blocks, kurz bevor er vom Boen abhebt?

Jo... also erst einmal versucht, mir das ganze zu veranschaulichen. Das sah dann in etwa so aus (mal eben mit Paint gekrickelt Augenzwinkern

):

http://www.bilder-hochladen.net/files/h48-1l.jpg

NUr weiß ich in dieser Form der schiefen Ebene keine Formeln zuzuorden. Meine theoretischen Überlegungen waren diese:

zu a) Ich weiß nicht, ob ich hier einfach stur nach F=m*a rechnen kann... ich muss doch irgendwie den Winkel dabei berücksichtigen, oder?

zu b) Da hatte ich überlegt, die beiden Kräfte, die nach oben (y) und nach oben (g) wirken, gleichzusetzen. Das wäre ja der Moment direkt vor dem Abheben, oder? Auch hier wieder das Problem, richtige Formeln zuzuordnen. Das Projezieren der bekannten Formeln auf solche Probleme fällt mir noch etwas schwer.

zu c) Was muss ich hier machen? Die Beschleunigung bestimmen wovon? Nur die Beschleunigung in x-Richtung?

Kann mich jemand ein bißchen anschubsen? Augenzwinkern

MrPSI · Gast

Hallo Mulder.
Zu a) Ja, die Formel F=m*a kommt auch ins Spiel, aber zuerst was anderes. Es geht ja um die Beschleunigung in x-Richtung. Da muss man zuerst wissen, welcher Teil der Kraft F den Block in x-Richtung beschleunigt. Das wäre laut deiner Zeichung ja

. Und

wird durch die Projektion von

auf die x-Achse errechnet:

Und danach kommt dann die Formel für die Beschleunigung ins Spiel.

Zu b) Dein Ansatz ist richtig. Sie ist Teil a) recht ähnlich. Einfach wieder die wirksame Teilkraft feststellen und durch Projektion errechnen.
Aber es geht noch weiter: es ist ja nicht der Betrag der Teilkraft

gefragt, sondern der der Gesamtkraft

.

Zu c) Ich denke, die einzige Möglichkeit, die hier Sinn macht, ist, dass man die Gesamtbeschleunigung, die sich aus der Beschleunigung in x-Richtung und in y-Richtung ergibt, berechnet.

mfg, MrPSI

Mulder · Anmeldungsdatum: 01.11.2007 Beiträge: 80

Hallo MrPSI und danke für deine Antwort,

okay, a) habe ich lösen können. Bei b) habe ich nun also F_g und F_y gleich gesetzt und dies dann nach F umgeformt.

Das sah dann so aus:

Also:

Wenn ich das dann nach F auflöse und ausrechne, erhalte ich allerdings 116 N... das erscheint mir etwas hoch... steckt da wieder irgendwo ein Fehler?

Mulder · Anmeldungsdatum: 01.11.2007 Beiträge: 80

Okay, ich habe es alles hinbekommen.

Bei b) ist F = 116 N und bei c) ist a = 21,03 m/s² Thumbs up!

@MrPSI: Nein, so wie ich das verstanden habe, geht es nur um die Beschleunigung in x-Richtung, weil die y-Komponente ja noch keine Auswirkungen hat, solange F_g nicht "überwunden" ist (die wirkt ja entgegen gesetzt von F_y). Es geht ja nur um die Phase, in der der Block noch nicht vom Boden abhebt.