Lokomotive in Kurve

Alex04 · Anmeldungsdatum: 20.10.2008 Beiträge: 8

Hallo,
ich bräuchte für mein Übungsblatt (Studium) Hilfe bei folgender Aufgabe:

1) Gar keine Ahnung. Kenne Zwar Zentripetal/fugal -Kraft. Aber ich weiß nicht wie ich den Hebeleffekt in S berechne:

Ein Eisenbahngleis hat die Spurweite d=1,435 m, es liegt in einer kreisbogenförmigen Kurve, der Krümmungsradius beträgt r= 120 m. Die Kurve ist nicht überhöht, beide Schienen liegen in einer horizontalen Ebene. Der Schwerpunkt P einer Lokomotive liegt H=1m über dieser Schienenebene und über der Gleismitte. Um nicht aus dem Gleis geworfen zu werden , darf die Lokomotive die Kurve nur mit einer Geschwindigkeit durchfahren , die geringer als die Grenzgeschwindigkeit v0 ist.

Berechnen Sie diese Grenzgeschwindigkeit v0!

Ich wäre echt dankbar wenn mir einer helfen könnte. Ich muss dazu sagen: Ich hasse Physik einfach. Komisch eigentlich da mir Mathe liegt, aber in Physik komm ich auf keinen grünen Zweig. Deswegen hoffe ich ihr helft mir :-D

Lg
Alex

aVague · Anmeldungsdatum: 04.10.2008 Beiträge: 186

wird es so sein

http://i189.photobucket.com/albums/z182/aVague/ohne.jpg
oder?

Alex04 · Anmeldungsdatum: 20.10.2008 Beiträge: 8

ja ganz grob schon.
wichtig m M n ist halt das die Kurve nicht erhöht ist, 1435mm breit und der Schwerpunkt 1m über dem Boden liegt...

aVague · Anmeldungsdatum: 04.10.2008 Beiträge: 186

wo

ist die Zentrifugalkraft,

ist die Shwerkraft

Bei welchen Bedingungen will das Lokomotiv "aus dem Gleis geworfen werden " stelle ich nicht dar , geben Sie bitte ein Besheid

Alex04 · Anmeldungsdatum: 20.10.2008 Beiträge: 8

hmmm, wenn ich die Formel verwende:

v² = g(r - H)

komme ich auf v=123 km/h

Laut Lösung müsste aber v= 105 km/h sein.

aVague · Anmeldungsdatum: 04.10.2008 Beiträge: 186

Warten etwas

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Hallo zur späten Stunde.

Ich glaube, ich weiß, wie diese Aufgabe zu lösen ist. Wenn du dir mal so eine Schiene aufzeichnest, mit Lokomotive und Spurbreite, dann wirst du erkennen, dass die Lok ins kippen gerät, wenn auf den Schwerpunkt eine Kraft wirkt, die "weiter nach Außen" drückt als das sie von der Schiene noch abgefangen werden kann. D.h. die Zentrifugalkraft und die Schwerkraft müssen zusammen eine Kraft geben die maximal vom Schwerpunkt zur äußeren Schiene zeigen darf. Dies Überlegung führt zu folgenden Bedigung die gelten sollte, sodass die Lokomotive nicht aus dem Gleis geworfen wird:

Woraus sich eine Grenzgeschwindigkeit von ca. 105 km/h folgern lässt.

Ich denke die benötigte Rechnung wirst du selber ausführen können und die Bedingung verstehst du besser, wenn du eine Skizze angefertigt hast. Solltest du dennoch Probleme haben, einfach nochmal melden Thumbs up!

Gute Nacht

aVague · Anmeldungsdatum: 04.10.2008 Beiträge: 186

Danke ,pressure

ich hab keine Zeit jetzt , darum will ich sagen , dass die Rechnung muss mehr konkret sein , v(t)=? u.s.w. Es ist physishe Losung und man braucht mathematisch

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Ich versteh dich nicht ganz - rein sprachlich. Wo kommst du eigentlich her, dass du so ein gebrochenes Deutsch hast ?

aVague · Anmeldungsdatum: 04.10.2008 Beiträge: 186

Mein deutsh nicht gebrochenes ist ! Ich bin gut-spachlish eingeladet , durch meine Faulheit bin ich etwas grob . Aber weiter hoffe ich meinen Fehler uberlegen.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

aVague · Anmeldungsdatum: 04.10.2008 Beiträge: 186

Ich vermute, dass Alex04 brauchst andere Losung, weil er besser Mathematik weisst. Darum mochte ich alles bitten, die Lokomotiv-Bewegung zu beshreiben . Darf man dass mit der

Hilfe shaffen.

, so

, oder mit andere Koordinate
die Bewegung zu beshreiben. Finden Sie bitte

, oder

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Sorry, aVague, but I do not think that you have understood the text of this exercise. pressure has explained it already in German, but it seems to me that you have not understood what he was saying.

I will show you the drawing that pressure described above.

I do not like showing this drawing to you here, because we wanted to give Alex04 the opportunity to draw it himself.

Unfortunately, however, I feel it is necessary that I show this drawing to clear up the confusion you might have created. The centrifugal force must not be bigger than the

in the drawing if the train is to stay in its track.

aVague · Anmeldungsdatum: 04.10.2008 Beiträge: 186

Klar. Es sehr einfach ist - man muss ein Hebelarm sehen . Fur

Hebelarm ist

, fur Shwerekraft :

, als

ist , da will der Lokomotiv sich auf Seite legen

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

@aVague: You still have not quite understood that we do not want to give ready-made solutions and equations in this forum, have you?

This forum is helping people to help themselves, not doing other people's work. We want to help and encourage people to learn and understand physics. We do not want to keep them from learning and understanding by doing their work.

Alex04 · Anmeldungsdatum: 20.10.2008 Beiträge: 8

Hallo, super und danke.

Ich habe mir das jetzt mal aufgezeichnet und folgendermaßen berechnet, ich hoffe das Stimmt:

Also wir haben ein Dreieck wobei Fz die HY ist

Die Winkel kann man berechnen da Spurbreite und Höhe gegeben sind.

Dann folgt daraus:

Fmax = Fg * sin(alpha) + Fz * sin(betta)

mg = mgsin(alpha) + mv²cos(betta)/r

Umgestellt nach v²
v² = (g - gsin(alpha) * cos(betta)/r

und das Ergibt genau 104,89 km/h und ist somit die richtige Lösung.

Vielen Dank euch allen nochmal für die Hilfe, ich wäre im Leben nicht alleine darauf gekommen.

Top, Danke
Mfg
Alex

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Du brauchst es garnicht so kompliziert mit Cosinus und Sinus rechnen, da du zwei ähnliche Dreiecke hast...

Bzw. du kommst auf die gleiche Form, wenn du den Sinus bzw. Cosinus durch bekannte Größen ausdrückst.

aVague · Anmeldungsdatum: 04.10.2008 Beiträge: 186

Das ist die Aufgabe fur den Helbelarm Begriff. Helbelarm ist ein Kraft Eindruck Inhalt . Bestatigen , dass ob ihr ein Handhebel strecken, wird es leichter nach das Ende , als nach die Mitte das zu machen.