Wie Höhenunterschied bei geneigter Ebene angegebene Steigung

Kory · Anmeldungsdatum: 10.12.2011 Beiträge: 10

Meine Frage:
Hallo

Ich hab mal eine Frage, was eine Physikaufgabe anbelangt.

Die lautet:

Der Motor eines 1,2 t schweren Autos bringt eine Zugkraft von 520 Nweton auf. Das Auto fährt eine 2,5 km lange Streck bergan.
Welchen Höhenunterschied überwindet das Auto auf seiner Fahrt?

Meine Ideen:
Das Problem ist, dass ich es nicht ausgerechnet bekomme, weil ich finde, dass da noch eine Information fehlt. Nämlich die, dass doch auch gegeben sein muss, welche Steigung die geneigte Ebene hat.
Ohne die kann man das doch nicht ausrechnen, oder?

Ich bin erst soweit:

Fg=m*g 1200 kg*9,81 m/s²=11772 N

Aber dann verlässt es mich.

Ich muss diese Aufgabe echt hinbekommen und bin für Tipps echt dankbar.

Viele Grüße und vieelen Dank schonmal

PhyMaLehrer · Anmeldungsdatum: 17.10.2010 Beiträge: 1085 Wohnort: Leipzig

Ich nehme mal an, daß die Reibung unberücksichtigt bleiben soll. In diesem Falle wäre es so, daß bei einer gleichförmigen Bewegung auf einer Waagerechten der Motor gar keine Kraft aufbringen müßte!
Anders sieht es dann auf einer geneigten Ebene aus, da muß der Motor die Gegenkraft zur ... aufbringen, die man wiederum aus dem Gewicht des Fahrzeugs und der Neigung der Ebene berechnen kann.
Wenn dir also das Gewicht des Fahrzeugs und die ... gegeben sind, kannst du damit die Neigung ausrechnen.

Kory · Anmeldungsdatum: 10.12.2011 Beiträge: 10

Was ist mit ... gemeint? Ich bin leider ne Physiknulpe und sehe da nicht durch. Hab erst eben gesehen, dass schon eine Antwort kam. Tut mir leid.

Liebe Grüße Kory

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Wozu sollte man die Steigung ausrechnen, wenn doch nach dem Höhenunterschied gefragt ist? Ich würde nie mehr machen, als laut Aufgabenstellung gefordert ist. Alles Andere wäre nur Ballast und trüge möglicherweise nur zur Verwirrung bei.

Tipp: Energieerhaltungssatz

PhyMaLehrer · Anmeldungsdatum: 17.10.2010 Beiträge: 1085 Wohnort: Leipzig

Wenn du eine Kugel auf eine geneigte Ebene legst, warum rollt sie herunter? Welche Kraft muß überwunden werden, um einen Körper die geneigte Ebene hinauf zu bewegen?
(Die Reibung wird hier immer vernachlässigt.)

Kory · Anmeldungsdatum: 10.12.2011 Beiträge: 10

Wie gesagt, ich hab überhaupt keine Ahnung. Gibts keine Möglichkeit, dass man mir die Formel oder den Lösungsweg plausibel erklärt?

Was ein Energieerhaltungsgesetz ist, weiß ich nicht.

Ich mach gerade meinen Realer nach, stehe in Physik auf 5, hab überhaupt keine Kenntnisse darin, bin 16 Jahre aus der Schule raus und schon froh, dass ich das mit den Rollen und den Flaschenzügen verstanden habe.

Am Montag hab ich eine Klausur, die ich einigermaßen schaffen muss, Nachhilfe kann ich mir Dank ALG2 nicht leisten.

Bitte hilf mir einer.

PhyMaLehrer · Anmeldungsdatum: 17.10.2010 Beiträge: 1085 Wohnort: Leipzig

Zur Lösung der Aufgabe braucht es Winkelfunktionen. Wie sieht es damit aus?

Kory · Anmeldungsdatum: 10.12.2011 Beiträge: 10

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Wenn Du Flaschenzug verstanden hast, musst Du auch den Energieerhaltungssatz kennen.

Das Auto wird unter dem Einfluss einer bestimmten Kraft eine bestimmte Strecke bewegt. Dabei gewinnt es an Höhe, verändert seine potentielle Energie. Die bei der Aufwärtsbewegung aufgebrachte mechanische Arbeit muss laut Energieerhaltungssatz anschließend als potentielle Energie vorliegen. Beide, die aufgebrachte Arbeit als auch die potentielle Energie berechnen sich nach derselben Formel, nämlich Arbeit=potentielle Energie=Kraft*Weg.

Bei der Arbeit auf der schiefen Ebene ist die Kraft die Antriebskraft des Autos und der Weg die angegebene Strecke. Bei der potentiellen Energie ist die Kraft die Gewichtskraft und der Weg die gesuchte Höhendifferenz.

m*g*h=F*s

---> h=F*s/(m*g)

Kory · Anmeldungsdatum: 10.12.2011 Beiträge: 10

Kory · Anmeldungsdatum: 10.12.2011 Beiträge: 10

Nochwas, kann man es sich nicht einfacher machen und immer Länge des Weges=Höhenunerschied nehmen, falls da keine Steigung gegeben ist?

Dann könnte man sich ja viel Rechnerei sparen.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Ich weiß nicht, wie Du auf über 11000N kommst, wo die Antriebskraft doch mit 520N angegeben ist. Das wäre Dir möglichweise nicht passiert, und Deine Frage nach der Einheit wäre ebenfalls überflüssig gewesen, wenn Du die Einheiten von Vornherein mitgerechnet hättst. Das musst Du übrigens immer tun. Alles Andere ist falsch.

Du hast also die Bestimmungsgleichung für die Höhe

Dabei sind gegeben:

F=520N (nicht 520, die Einheit gehört als Faktor dazu, es heißt nämlich 520 mal 1Newton)
s=2500m
m=1200kg
g=9,81m/s²

Da kann man schon mal ein paar Nullen rauskürzen und die Einheiten zusammenfassen:

Nun solltest Du wissen, dass 1kg*m/s²=1N; also kannst Du die Einheit im Nenner vereinfachen:

Da kürzt sich N (Newton) raus, und es bleibt übrig

Den Zahlenwert kannst Du sicherlich alleine ausrechnen. Was Du aber begreifen solltest ist, dass Du Fragen nach der Einheit nie mehr zu stellen brauchst, wenn Du die gegebenen Einheiten von Vornherein mitnimmst und genauso behandelst wie die Zahlenwerte. Denn immerhin sind die Einheiten der wichtigste Bestandteil der physikalischen Größen. Wenn z.B. F=520N gegeben ist, kannst Du doch nicht einfach den wichtigsten Bestandteil weglassen und so tun als sei F=520. Das wäre physikalisch und mathematisch falsch und zeigte nur, dass Du noch nicht einmal eine gegebene Größe abschreiben kannst.

Kory · Anmeldungsdatum: 10.12.2011 Beiträge: 10

Okay, sag ich doch. Ich hab keine Ahnung von Physik. Ich hab mich ja auch schon gewundert, aber für mich sinds halt böhmische Wälder.

Dennoch dankeschön für deine Mühe