Fahrstuhl

Juli · Gast

Hallo,

jetzt, wo ich so langsam mit dem Formeln der Mechanik klarkomme, habe ich immer noch ein Problem mit den Fahrstuhl Aufgaben...
Kann mir jemand die Kräfte, die wirken, erklären? Ich weiß nie genau, welche! Nur, dass sich entgegengesetzte Vektoren (Kräfte) aufheben.

Z.B. diese Aufgabe:
Ein Gegenstand liegt in einem Aufzug auf einer Waage. In welcher Fahrsituation zeigt die Waage den geringsten Ausschlag?

Antwort:
Aufzug fährt mit zunehmender Geschwindigkeit nach unten.

Das erscheint mir logisch, aber wie erkläre ich es physikalisch?
Was wäre, wenn der Aufzug steht?
unglücklich

navajo · Moderator Anmeldungsdatum: 12.03.2004 Beiträge: 618 Wohnort: Bielefeld

Huhu.

Gucken wir uns doch mal an, was passiert, wenn sich der Fahrstuhl nach unten bewegt:

Die Schwerkraft lassen wir erstmal weg. So nun bewegt sich der Fahrstuhl nach unten, der Gegendstand dadrin bleibt jedoch wegen seiner Trägheit an seiner Ausgangsposition (1tes Newtonsches Axiom). Aus der Sicht des Gegendstands scheint es, also würde er nach oben beschleunigt, aber eigentlich bewegt sich nur der Fahrstuhl unter ihm weg. Also haben wir jetzt eine Scheinkraft, die den Gegenstand nach oben beschleunigt. Jetzt können wir einfach noch die Schwerkraft draufaddieren, wie man das halt mit Kräften halt so macht. Insgesamt hat man demensprechend eine Kraft die kleiner ist als die Schwerkraft.

Bei ner Bewegung des Fahrstuhls nach oben zeigen beide Kräfte in die gleiche Richtung. Also wird die Waage mehr anzeigen.

Wenn sich der Fahrstuhl garnicht bewegt oder mit einer konstanten Geschwindigkeit, dann wirkt nur noch die Gewichtskraft des Gegenstandes und die Waage zeigt halt sein Gewicht an.

MrPSI · Gast

Ich hab das gleiche Problem mit dem Fahrstuhl, ich kann nämlich nicht physikalisch erklären wieso die Waage weniger anzeigt.

Und navajos Erklärung bereitet mir Schwierigkeiten:
wie kann eine Scheinkraft eine reale Wirkung haben? Sie ist ja eben nur Schein.
Ich hab das so zu erklären versucht: wenn der Fahrstuhl mit a nach unten beschleunigt, so wirkt auf die Waage im Fahrstuhl nicht nur die Gewichtskraft Fg=m*g sondern auch die entlastende Kraft F=m*a (m=Masse des im Fahrstuhl stehenden Körpers). Und dementsprechend fällt auch die Anzeige auf der Waage kleiner aus.
es erklärt zwar das Phänomen, ich versteh aber diese meine Erklärung nicht.
Kann mir bitte jemand helfen?

Gast

Natürlich kann eine Scheinkraft reale Auswirkung haben (wie kann man sonst erkennen dass überhaupt eine Kraft wirkt).

Scheinkräfte heißen nur so, weil sie Effekte beschrieben, die dadurch entstehen, weil kein Inertialsystem vorliegt.
Der Fahrstuhl bewegt sich ja bescheunigt (also kein Inertialsystem).

Wenn man das ganze von außen anschaut, braucht man diese Scheinkräfte überhaupt nicht zu beachten.

In dem Fall beruht das ganze auf dem Superpositionsprinzip.
Man kann Kräfte, also auch Beschleunigungen, addieren.
Und die effektive Beschleunigung ergibt sich aus der Differenz der Beschleunigungen, von Waage und Gewogenem.

MrPSI · Gast

Danke erstmal für die Antwort.

Aber ich beobachte den Prozess als Außenstehender und daher ist mein Bezugssystem der ruhende Erdboden. Daher kommen Scheinkräfte als Erklärung nicht in Frage.
Was für Erklärungen sind sonst noch möglich? grübelnd