Kräfte, Newtonsche Gesetze

Stevie · Gast

Meine Frage:
Ein Gewichtsstück wird an einen Faden gehängt. Der Faden hält eine Spannkraft von 30 N aus. Wie groß darf die Masse höchstens sein, damit der Faden nicht reißt?

Meine Ideen:
Skizze:

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Tipp: Kräfteparallelogramm

Stevie · Gast

Also, ich hab' jetzt mal folgendes ausgerechnet:

F = m*g -> nach m umstellen

m= F/g
m=30 N/9,81 m/s²
m=3,1 kg

Kann das stimmen?!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Und was hast du da zum Beispiel mit dem Winkel aus der Aufgabenstellung gemacht? Den hast du ja bisher noch gar nicht berücksichtigt, oder?

Magst du mal eine Skizze machen, in der du alle auftretenden Kräfte als Kraftpfeile einzeichnest? Kannst du dann zeichnen, wie sich die Kräfte vektoriell addieren? Und kannst du in deiner Skizze dann ein Dreieck einzeichnen, in dem du die benötigten Formeln ablesen kannst?

Stevie · Gast

Soll ich da diese Formel zur Berechnung nehmen?!

F = Wurzel aus F1²+F2²+2*F1*F2*cos 60°

Was ja aber eigentlich nicht geht, denn ich kenne weder F1 noch F2. Oder muss ich davon ausgehen, dass die Kräfte gleichmäßig verteilt sind?
Dann könnte ich beides zsmfassen...

Chillosaurus · Anmeldungsdatum: 07.08.2010 Beiträge: 2440

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Packo · Gast

Chillisaurus,
der Betrag der Resultierenden von zwei Kräften F1 und F2, die einen Winkel von 60° einschließen, ist:

Packo · Gast

Sorry, ich habe den Beitrag von para erst nach meinem Schreiben gesehen.

XL · Gast

Zeichnung
0.5*m*g/30N=cos(30°)

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

(Eine Fertigformel ohne die nötige Skizze und ohne die Erklärung der Bezeichnungen darin nützt ja noch nicht unbedingt etwas zum Verstehen und Weiterrechnen.)

Was meinst du mit F1, und was meinst du mit F2, Stevie? Kannst du das zum Beispiel vielleicht einfach zeigen, indem du deine Skizze mal hier reinstellst?

Zeigt dir deine Skizze auch zum Beispiel schon, wie groß die Kraft im rechten Seilteil im Vergleich zur Kraft im linken Seilteil sein muss?

Packo · Gast

Eine allgemeine Bemerkung:
man arbeitet bei solchen und ähnlichen Aufgaben nicht mit Quadraten und Wurzeln sondern man zerlegt alle Kräfte in Komponenten der x- und y-Richtung. Dann addiert man diese (die Komponenten) je nach Bedarf.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Packo, das mag die Standard-Vorgehensweise für Ingenenieure zum Beispiel in Anwendungen der technischen Physik sein, und ist in vielen Fällen wohl die einfachste Vorgehensweise.

Wenn es hier aber jemandem leichter fallen sollte, direkt aus seiner Zeichnung in einem Dreieck den Kosinussatz anzuwenden und sich dadurch hier mal die Zerlegung in Komponenten zu sparen, dann finde ich es prima, wenn er diesen Weg gehen möchte und damit durchkommt. Denn natürlich kommt es immer vor allem erst mal darauf an, den Fragenden dabei zu helfen, es selbst zu schaffen, mit dem, was sie können, zu einer Lösung zu kommen. Wenn es sie dann am Ende noch interessiert, kann man natürlich noch mit einem alternativen Lösungsweg kommen und daran zum Beispiel die Kräftezerlegung erklären und einüben.