Kräfte einzeichnen - System freistellen 2

Mr Maths · Anmeldungsdatum: 15.05.2011 Beiträge: 110

Hey,

schon langsam gehts ja mit dem Kräfte einzeichnen und es wird immer besser, jedoch ist das Beispiel im Anhang knifflig.

Ich soll erstmal den PKW, das Seil und den Transporter freistellen, wie ich das gemacht habe sieht man auch im Anhang.

Also der PKW, das Seil und der Transporter haben eine Masse. Der Transporter schleppt das Auto ab und das Seil ist auch nicht dehnbar. Die Fahrzeuge haben eine Rollreibungskraft. Und das Seil ist immer gespannt.

Die Frage ist, wo man die Seilkräfte einzeichnen soll. Geht die Seilkraft beim Transporter in Richtung der Rollreibungskraft und die andere Seilkraft geht diese in die entgegengesezte Richtung von F_V1. Würde das so stimmen?

Und das Seil hat ja keine Normalkraft direkt am Schwerpunkt nach oben, da das Seil ja nicht mit der Erde direkt verbunden ist, jedoch ist es über die Fahrzeuge mit dieser "verbunden", oder? Aber muss ich das auch so darstellen?

Gruß
Mr-Maths

Duncan · Gast

Man kann Kräfte natürlich mit beliebigen Buchstaben bezeichnen. Es ist jedoch günstiger, wenn man dabei eine gewisse Logik und übliche Konventionen berücksichtigt.
So würde ich in deinem Beispiel die Gewichtskraft des PKW mit F_G3 (anstatt mit F_G1) bezeichnen. Analoges gilt für alle anderen Kräfte.

Seile werden bei solchen Aufgaben meist als masselos betrachtet. Falls du jedoch mit Seilmasse rechnen möchtest, so musst du an den Seilenden vertikale Auflagerkräfte zeigen.
Diese Auflagerkräfte müssen dann auch, mit entgegengesetzter Richtung, beim PKW und beim Transporter angebracht werden.

Die Längskräfte im Seil fehlen bei deiner Skizze ebenfalls.

Mr Maths · Anmeldungsdatum: 15.05.2011 Beiträge: 110

Danke.

Das Seil hat definitiv eine Masse und ist immer gespannt, aber ich verstehe noch immer nicht.

Gibt es dann überhaupt eine Gewichtskraft Fg2? Also habe ich genau eine kraft vom Seil zum transporter und eine kraft vom Seil zum auto, oder? Und mehr nicht, richtig?

Duncan · Gast

Mr Maths · Anmeldungsdatum: 15.05.2011 Beiträge: 110

Ahh, sorry. War jetzt nur am Handy online. Ich meinte F_G3 natürlich. Aber lass uns das alte Bild vergessen. Im Anhang hab ich ein neuens mit Textbeschreibung und logischer Kräftebezeichnung.

Also:
1. Wenn das Seil immer gespannt ist, gibt es dann überhaupt die eingezeichnetet Gravitationskraft F_G2?

2. Stimmen die anderen eingezeichneten Kräfte so?

3. In welchen Zusammenhang stehen denn z.B. F_F3 und F_S3 oder F_T und F_S2?
Wenn der Transporter das auto zieht, was ist dann? Ist F_F3 größer wie F_S3 oder umgekehrt, oder gleich?

4. Die Rollreibung F_PKW ist auf jedenfall kleiner wie die Vorwärtskraft vom Auto F_F3, richtig? Also haben wir als Bewegungsgleichung:

richtig?

Mr Maths · Anmeldungsdatum: 15.05.2011 Beiträge: 110

Toll, das Bild wurde nicht hochgeladen. Haue / Kloppe / Schläge

Bitte um Hilfe nochmals^^.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Da, wie Du sagst, das Seil definitiv eine Masse hat, fehlen, wie Duncan bereits festgestellt hat, an den Seilenden die Auflagerkräfte und hinten am Lkw und vorne am Pkw die entsprechenden Gewichtsanteile des Seils.

Mr Maths · Anmeldungsdatum: 15.05.2011 Beiträge: 110

Ja, genau ich verstehe das nun.

Jedoch ist mir nicht klar, was F_s hier ist? Bei gleichförmiger Bewegung ist F_s die Summe von F_T und F_PKW.

Weil S1=S2 ist. Aber was drückt F_S aus?

(dazu bitte das Bild angucken!)

Duncan · Gast

Mr Maths · Anmeldungsdatum: 15.05.2011 Beiträge: 110

Also, dass was ich da aufgeschrieben habe, ist dasselbe, wie die vorgegebene Lösung vom Prof.

F_s soll wohl die Kraft sein, die die Straße auf den Transporter ausübt. Im anhang noch die Aufgabenstellung.

Aber mir ist nicht klar, was das trotzdem heißen soll? Ich dachte die Kraft, die von der Straße auf den Transporter oder PKW wirkt, ist die normalkraft?

Mr Maths · Anmeldungsdatum: 15.05.2011 Beiträge: 110

Kann mir wer bitte sagen, was die Kraft ist, die von der Straße auf den PKW und Transporter wirkt?

Gibt es für PKW und Transporter verschiedene dieser Kräfte?

Duncan · Gast

Du musst zunächst mal die vertikalen Auflagerkräfte des Seiles einzeichnen.

Mr Maths · Anmeldungsdatum: 15.05.2011 Beiträge: 110

Wie gesagt, wir soll das so machen, wie es die Lösung vom Professor vorgibt.
Also ohne vertikale Auflagekräfte.

Ich will einfach nur wissen, was gemeint ist mit "Die von der Straße auf den PKW und Transporter wirkende Kraft". Kannst du mir das erklären bitte?

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5789 Wohnort: Heidelberg

Vermutlich dann eben die Reibungskräfte zwischen Straße und Reifen, wobei beim Transporter nicht nur die Rollreibung sondern auch die nach vorne wirkende Haftreibung vom Antrieb wirkt.

Gruß
Marco

Mr Maths · Anmeldungsdatum: 15.05.2011 Beiträge: 110

Danke, aber laut dem Bild ist ja: F_s=F_t+F_pkw bei gleichförmigen Bewegungen und F_s=(m1+m2+m3)*a + F_pkw + F_T für beschleunigte Bewegungen.

Warum? Wie kommt man auf die Formeln für F_s?

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5789 Wohnort: Heidelberg

Offenbar ist Fs dann wohl einfach die Antriebskraft des Transporters.
Vergiss einfach einmal alle Kräfte in vertikaler Richtung. Die heben sich ja sowieso alle auf, sonst würde irgendetwas abgeben oder in den Boden sinken. Der Motor des Transporters muss bei Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit ja logischerweise gerade so viel Kraft über die Räder auf die Straße ausüben, dass die Rollreibung der Räder beider Fahrzeuge überwunden wird. Das ist eben gerade die angegebene Summe.
Wenn das ganze Gespann beschleunigen soll, muss die Kraft so groß sein, dass sie um so viel größer als die Rollreibung ist, dass alle Massen gemeinsam entsprechend beschleunigt werden.
Wenn man erst einmal weiß, was Fs sein soll, ist das doch soweit an sich trivial, oder? Allerdings steht in der ganzen Aufgabe nichts von Fs, so dass wir das jetzt erraten sollten, oder wie?

Gruß
Marco

Mr Maths · Anmeldungsdatum: 15.05.2011 Beiträge: 110

Ok, verstehe. Danke.

Also das ist eine vorgegeben Lösung und ich bin über das F_s gestolpert und fragte ich mich was das ist und in der Aufgabe ist nach der Kraft, die von der Straße auf den PKW/LKW wirkt und ich dachte, dass das dieses F_s ist, aber anscheinend nicht.

Was soll sonst die Kraft, die von der Straßen auf den PKW/LKW wirkt, sein? Laut Aufgabe ist das doch gefragt.

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5789 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Also, ich weiß ehrlich gesagt auch nicht so ganz genau, wie die Aufgabe gemeint ist.
Letztlich spielen wohl die Kräfte in vertikaler Richtung keine so große Rolle. Allerdings hilft das natürlich nicht, wenn gefordert wird, alle Kräfte einzuzeichnen.
Also zuerst einmal die Kräfte in vertikaler Richtung:
Auf die Fahrzeuge wirkt jeweils die eigene Gewichtskraft und die Hälfte der Gewichtskraft des Seils nach unten. Ausgeglichen wird diese Kraft jeweils durch die Normalkraft, die die Straße in vertikaler Richtung auf die Reifen ausübt.
Auf das Seil wirkt auch eine Gewichtskraft, da es aber von den beiden Fahrzeugen gehalten wird, wird jeweils die Hälfte der Gewichtskraft an den Seilenden nach oben wirken. Also auch hier die Summe 0.
Interessant ist es eben bei den horizontal wirkenden Kräften. Da hast Du einmal die Roll-Reibungskräfte auf die Räder. Der Transporter wird aber auch angetrieben, also hat er auf den angetriebenen Rädern noch eine Kraft nach vorne.
Jeweils wirkt auf die beiden Fahrzeuge die Seilkraft in horizontaler Richtung, beim Transporter nach hinten, beim PKW nach vorne.
So lange es unbeschleunigt ist, müssen sich all diese Kräfte gegenseitig aufheben. Sobald es beschleunigt sein soll, muss für jeden einzelnen der drei Massen eine passende Kraft übrig bleiben, so dass die jeweilige Masse eben genau die gleiche Beschleunigung erfährt.

Gruß
Marco