Geschwindigkeit Auto/ Gleiten auf schiefer Bahn

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

Ich habe hier einige Aufgaben:
Aufgabe 1
Wenn ein Auto einen Gang wechselt, dann verläuft in dem Moment der Gangwechselung die Kurve in der v-t-Diagramm konstant.
Zwei Autos mit verschiedener Ladung haben verschiedene Geschwindigkeiten. Ich muss die Beschleunigung beider Autos der ersten beiden Gängen berechnen. Hier meine Ergebnisse:
Formel: a= v/t
T1= 4,2s (gang 1 beladen)
T2=4s (gang 2 beladen)
T3=6s (gang 1 unbeladen)
T4=6s (gang 2 unbeladen)

V1= 17,36 m/s
V2= 6,94
V3= 16,67
V4= 6,94

A1= 4,13 (periode) m/s^2
A2=1,735
A3=2,78
A4=1,16

Nun die Kraft berechnen, die dafür notwendig wären, wenn das auto 1200 kg wiegen würde
Formel: F=a*m
F1=4960N
F2=2082N
F3=3336N
F4=1392N

Jetzt das Problem: Wie gross ist die zusätzliche Masse der Zuladung?
Tipp: Es muss so um die 500kg sein! Bitte helfen!

Aufgabe 2
Welchen Neigungswinkel muss man einer schiefen Bahn geben, damit ein auf ihr liegender Körper gerade zu gleiten beginnt? Gleitet er anschließend weiter mit konstanter Geschwindigkeit oder beschleunigt er weiter? Wie groß muss der Neigungswinkel sein, damit ein Körper nach einem Stoß nicht mehr schneller wird? Spielt die Masse des Körpers eine Rolle?
Hier meine Ergebnis:
Gegeben: fh=0,6 fgl=0,45
Gesucht: alpha=?
Rechnung: Fh(Hangabtriebskraft) / Fn(Normalkraft) = tangens-alpha

Fh=fh*Fn --> einfügen tangens-alpha=fh*Fn/Fn --> Fn löst sich auf

tangens-alpha= fh
alpha=arctangens*fh=arctangens*0,6= 30,96°ungefähr 31°

Er gleitet mit beschleunigter Geschwindigkeit weiter, weil auf ihn auf der schieben Ebene weiter die Erdanziehungskraft wirkt!

Jetzt weiss ich aber net weiter….
Bitte mit begründung und korrigieren falls etwas falsch!
Vielen Dank

unang. MrPSI · Gast

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

also dann müsste es:
alpha=ARCTANGENSfgl= arctangens0,45=24,23° sein??
was ist der unterschied zwischen gleitreibungskraft und haftreibungskraft?

MrPSI · Gast

Gleitreibungskraft tritt ein, wenn der Körper sich bewegt.
Haftreibungskraft tritt ein, wenn der Körper steht.

MrPSI · Gast

vergiss das mit den Zeiten, hab nämlich eine andere Frage:

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

hey vielen dank an dich!(mrpsi) langsam versteh ich das immer mehr!
also ich erklär dir das nochmal:
du hast ein körper der auf einer geneigten eben steht! nur kann das dreieck( geneigte ebene) mit der spitze nach links oder nach rechts zeigen! gehen wir davon aus, dass die spitze nach links zeigt! von der spitze A(linke seite) verläuft das dreieck nach oben zum punkt C und von C senkrecht nach unten zu B. beta ist demnach 90°. alpha ist der neigungswinkel und der körper liegt auf der strecke AC.
ich hoffe das hilft dir weiter...

MrPSI · Gast

also ohne eine weiter Zusatzbedingung kann ich die Kräfteaufgabe nicht lösen.

und bei den Winkeln fehlt dir glaub ich noch ein Schritt.
Du hast mit dem Arcustanges ja den Winkel im Punkt C berechnet, doch der Neigungswinkel ist der Punkt A. D.h. du musst noch von 90° den errechneten Winkel abziehen, dann hast du Alpha.

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

mrpsi das ist schon richtig, denn der winkel in punkt C ist wesentlich grösser als im punkt A. mit den Tangens habe ich ja gegenkathe geteilt durch ankathete. und das bedeutet Fh geteilt durch Fn. dieses ergebnis hat auch mein lehrer...
trotzdem thx an alle

MrPSI · Gast

Ja, stimmt schon, hab da nämlich einen anderen Tangens genommen.

Könntest du nachher mal die Lösung des Lehrers bezüglich der Kräfteaufgabe posten?
Mich würde interessieren, wie er das gemacht hat.

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

ok werde ich

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

MrPSI · Gast

Die Haftreibungskraft

ist ja prinzipiell vom Material abhängig, aber in dieser Aufgabe hat man nunmal die Reibungszahl(=materialabhängig) festgelegt.

Die Hangabtriebskraft

ist die Kraft die längs der schiefen Ebene wirkt (sie zeigt also schräg nach unten) und ich glaube du stimmst mit mir überein, wenn ich sage, dass

größer wird, je steiler die Ebene bzw. je größer die Neigung der Ebene ist.
Es ist ja wesentlich leichter auf einer Ebene mit 5% Steigung hinaufzugehen, als auf einer mit 20%.

Nun steigert man die Neigung so lange, bis die Kraft

genauso groß wird, wie

, also genauso groß wie die Kraft, die dafür sorgt, dass der Körper nicht schon bei geringster Neigung zu gleiten beginnt.

gibt genau genommen nur das Maximum an Kraft an, das die Reibung der Kraft

entgegenhalten kann. Sobald

einsetzt und größer wird, setzt auch

ein und wird größer, bis das Maximum erreicht wird. Und wenn die Kraft

jetzt nur noch um einen extrem kleinen Teil gesteigert wird, setzt die Bewegung ein.
Aber da dieser Teil so klein ist, lässt man ihn einfach unbeachtet und errechnet, wann

genauso groß wird wie (das Maximum von)

.

Ich hoffe, dass diese lange Erklärung verständlich ist.

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

danke für die erklärung .
ich habe die reibungszahl mit der haftreibungskraft verwechselt!
danke trotzdem! die ergebnisse von aufgabe eins werde ich frühstens am freitag veröffentlichen.
bis dann

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

Hey Mrpsy ich habe es jetzt verstanden!!
die 1200kg gilt nur für den unbeladenen zustand! im buch haben die das nicht erklärt ! und dann kannst du auch den beladen zustand berechnen.
mit der Formel: m=F1(kraft von ersten gang, unbeladen)/a3(beschleunigung von ersten gang,beladen)
dann würde es lauten 4960N/2,78m/s^2=1784,17 kg
das minus der 1200kg(unbeladener zustand) und dann hast du 584,17kg!

vieeeeelen dank mrpsy, dass DU mir geholfen hast^^ Prost

edit: ich finde deine spruch cool ,darf ich den übernehmen?wenn nicht egal
Augenzwinkern

edit: die haftreibungskraft muss deswegen so gross sein, weil es erst die trägheit des körpers überwinden muss oder??

Gast

also den Spruch darfst du ruhig übernehmen. Ich selbst hab ihn auch von irgendwo übernommen und ein wenig abgeändert Big Laugh

.

und das mit den Kräfte bei den Autos hab ich jetz auch verstanden. Ich hab gedacht, dass jedes Auto eine verschieden Kraft aufwendet, doch in Wirklichkeit hat das beladene Auto ja genauso viel Kraft wie das unbeladene. LOL Hammer

und ich soviel ich weiß hat die Reibungskraft nichts mit der Trägheit zu tun. Die Reibung entsteht aufgrund der Struktur des Materials und des Gewichts.
Die Trägheit sorgt nur dafür, dass ein ruhiger Körper in Ruhe und ein bewegter Körper in Bewegung bleibt, denn sonst könnte ja ein Körper ohne jegliche Kraft seine Geschwindigkeit verändern. Sobald aber eine Gesamtkraft

auf den Körper wirkt, wird die Trägheit überwunden, sprich der Körper wird beschleunigt.

[latex, para]

MrPSI · Gast

das da oben bin ich, hab wieder einmal nicht gemerkt, dass ich ausgeloggt war.

und anstatt der Fehlermeldung sollte

stehen.

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

aber mrpsy das gewicht sorgt doch für die trägheit des körpers umso schwerer der körper desto stärker die trägheit oder?

MrPSI · Gast

die Masse sorgt für die Trägheit, nicht das Gewicht.
Aber einer Kraft hat die Trägheit nichts entgegenzusetzen.
Die Trägheit sorgt nur dafür, dass ein Objekt nicht einfach aus dem Nichts heraus beschleunigen kann. Sie sorgt dafür, dass eine Kraft benötigt wird. Aber zum Überwinden der Trägheit selbst benötigt man keine Kraft.

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

was ist dann der unterschied zwischen gewicht und masse? ich dachte das wäre immer gleich°-°

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

Genauer / anders gesagt unterscheidet man zwischen der trägen und der schweren Masse eines Körpers. Die träge Masse ist die Eigenschaft sich einer Bewegung entgegenzusetzen, die schwere Masse ist die Eigenschaft unter dem Einfluss eines Gravitationsfelds eine Kraft zu erfahren bzw. selbst gravitativ zu wirken. Letztere ist auch für das Ausprägen des Gewichtes im Erdgravitationsfeld verantwortlich. (Ein Körper hat also überall die gleiche schwere Masse, aber zum Beispiel auf dem Mond ein geringeres Gewicht als auf der Erde.)

Das die Begriffe träge und schwere Masse relativ ignoriert werden und man eigentlich nur "Masse" kennt liegt daran, dass (in einem sehr interessantem Versuch) experimentell gefunden wurde, dass beide proportional zueinander sind, dass man geschickterweise das System der Physik so aufgebaut hat, dass beide Massen immer den gleichen Zahlenwert haben.

MrPSI · Gast

einfach ausgedrückt bedeutet das, dass Masse eine konstante Eigenschaft eines Körpers ist, und das Gewicht eine Kraft ist, die auf eine Masse wirkt. Augenzwinkern

Ich hab dir doch schon in einem anderen Thread erklärt, dass Gewicht eine Kraft ist.

pg · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 278

VIELEN DANk an euch