Rechenbeispiel zu geleisteter Arbeit auf rauher Fläche..?

binchen · Anmeldungsdatum: 14.06.2011 Beiträge: 9

Hallo!

Also ich versuche zur Zeit mich auf eine Physik Prüfung vorzubereiten, nur leider braucht es noch einiges an Übung..! unglücklich

Jedenfalls komme ich folgendem Rechenbeispiel (nach langem Versuchen und vielem Verzweifeln..!) einfach nicht weiter:

Ziemlich unangenehm ist es, wenn einem in Sichtweite (800 m) einer Tankstelle das Benzin ausgeht und das Fahrzeug noch dazu eine Masse von 1.250 kg hat.
Wie groß ist bei einem Reibungskoeffizienten von 0,08 zwischen Gummi und Beton (Reifen nicht blockiert) die Arbeit der beiden Mitfahrer, wenn sie den Wagen samt Lenker (m=90kg) zur Tankstelle schieben (Straße sei eben und geradlinig)?
Wie stark müsste die Straße geneigt sein, damit der Wagen samt Lenker gerade von alleine zu rollen beginnt?

Ich bedanke mich schon mal, liebe Grüße, Binchen

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Wie sehen den deinen Ansätze aus mit denen du nach langem Versuchen gescheitert bist ?

Bei der ersten Teilaufgabe musst du zunächst wissen wie man die Reibungskraft berechnet und letztlich wie Arbeit in der Physik definiert ist.

binchen · Anmeldungsdatum: 14.06.2011 Beiträge: 9

Ok, also zuerst hab ich mit der Formel

versucht mir

auszurechnen, damit ich

berechnen kann.

Da bin ich aber nicht wirklich weiter gekommen... weil ich nicht auf

gekommen bin.
Dann hab ich noch in meinen Unterlagen

gesehen, hab da herumgerechnet und wieder kein Ergebnis..! Also ich hatte das Gefühl, ich brauche nur noch

und dann kann ich mir

berechnen oder? aber wie komm ich auf

?? oder ist das eh total falsch? unglücklich

Dann hab ich mich ganz verrannt und hab versucht die Zeit zu berechnen, um dann die Geschwindigkeit herauszufinden und dann die

zu bekommen um es mit W gleichzusetzen und ja..
naja es wird immer absurder.. :/

Danke, liebe Grüße

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Hi,

die Reibungskraft setzt sich zusammen aus der Gewichtskraft und dem Haftreibungskoeffizienten.

Die Arbeit ist definiert als Kraft mal Weg.

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

binchen · Anmeldungsdatum: 14.06.2011 Beiträge: 9

Wow, danke für eure superschnellen Antworten!!

Also dann bekomme ich für

und weiter für

Das Ergebnis soll laut Antwortbogen 857 kJ betragen..!
Aber der Rechenweg stimmt jetzt oder?

Danke nochmals!

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Ja, das sieht gut aus - Bei deiner "Antwort" wurde scheinbar mit g = 10 m/s² gerechnet. Und "," und "." solltest du richtig setzen und natürlich Einheiten verwenden.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Wie kommt es, dass das von Dir errechnete Ergebnis um drei Zehnerpotenzen zu groß ist?

Ich hoffe, Dir ist bewusst, dass die Basiseinheit für die Masse das Kilogramm (kg) und nicht das Gramm (g) ist!

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

binchen · Anmeldungsdatum: 14.06.2011 Beiträge: 9

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

9,81 m/s² ist schon der genauere Wert für g mit dem man rechnen sollte. Manchmal wird aber in der Schule gerade in den niedrigen Klassen mit der Näherung 10 m/s² gerechnet, weil so die Umrechnung deutlich einfacher bzw. im Kopf möglich ist.

Wenn du mit 9,81 m/s² rechnest, bist aber im auf der sicheren Seite.

binchen · Anmeldungsdatum: 14.06.2011 Beiträge: 9

Ok, also ein riesengroßes DANKE smile

..dann mach ich mich gleich mal an die zweite Fragestellung..!

binchen · Anmeldungsdatum: 14.06.2011 Beiträge: 9

Ok - ich glaub ich bin ein hoffnungsloser Fall..!

Was ich jetzt versucht habe ist folgendes:

in die Formel für

einzusetzen, weil laut meinen Unterlagen heißt es ..."die schiefe Ebene wird verwendet, um den Kraftaufwand zur Höhenveränderung einer Masse zu verringern. Der Arbeitsaufwand bleibt jedoch unverändert."

Also sieht meine Formel so aus :

das stimmt aber anscheinend nicht..
auch meine Überlegung ob

vielleicht

sein muss, da man ja keinen Kraftaufwand mehr hat, liefert auch nicht das richtige Ergebnis

Das Ergebnis soll nämlich

sein.

Danke, lg binchen

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Mit

bin ich einverstanden. Nun geht es aber auch nicht darum Arbeiten zu berechnen, sondern die Hangabtriebskraft, also die Komponente der Gewichtskraft die parallel zum Hang zeigt, soll gerade so groß sein, dass mit ihre die Reibungskraft

kompensiert werden kann.

Die einzige Schwierigkeit sollte also sein, dir zu überlegen wie sich die Hangabtriebskraft aus der Gewichtskraft berechnet.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Mit Deiner Formel kann nichts Sinnvolles rauskommen. Denn Fg*cos(alpha) ist die Normalkraft und wirkt senkrecht zur Bewegungsrichtung. Energie ergibt sich aber als Skalarprodukt von Kraft und Weg.

Hier geht es aber gar nicht um Energie, sondern um ein Kräftegleichgewicht. Welche Kraft "treibt" das Fahrzeug den Hang hinab, und welche Kraft wirkt dieser Kraft entgegen? Erst wenn die "treibende" Kraft gleich oder größer als die bremsende Kraft ist, setzt sich das Fahrzeug in Bewegung. Diesen Grenzfall, also treibende Kraft ist gleich Bremskraft, sollst Du berechnen. Die bremsende Kraft ist natürlich die Reibkraft. Und wie berechnet man die? Richtig, das ist die Normalkraft mal Reibungskoeffizient.

Nun fang' mal an zu rechnen, und setze bitte zunächst keine Zahlenwerte ein, sondern rechne mit allgemeinen Größen. Du wirst erstaunt sein, was sich da alles rauskürzt.

EDIT: pressure war deutlich schneller.

binchen · Anmeldungsdatum: 14.06.2011 Beiträge: 9

Hey, also ich wollte mich nur nochmal (wenn auch recht spät) für die tolle Hilfe bei euch bedanken!! smile

viele liebe Grüße, Bine