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Dreistein007
Anmeldungsdatum: 11.01.2016
Beiträge: 712
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 Dreistein007 Verfasst am: 03. Mai 2017 07:58 Titel: Vorzeichen richtig setzen bei Kräften |
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Hallo,
es geht um Kräfte. Wenn ich zwei Kräfte habe, die entgegengesetzt wirken, dann habe ich eine negative und eine positive Kraft.
Nach diesem Prinzip habe ich zwei Aufgaben bearbeitet, wobei bei einer ein richtiges Ergebnis gekommen ist, und bei der anderen ein falsches.
Aufgabe 1:
Eine Kugel mit dem Radius  und der Dichte  fällt mit der Anfangsgeschwindigkeit  in Wasser.Welche Wegstrecke legt sie dort bis
zu ihrem Stillstand zurück?
Die Bremskraft durch die innere Reibung ist:
wobei die Zähigkeit von Wasser 
Kräftebetrachtung:
Ich stelle mir immer ein Koordinatensystem vor im Kopf, und anhand von diesem weiß ich, wann was negativ bzw. positiv ist. In unserem Fall ist die Gewichtskraft  negativ, da sie im Koordinatensystem nach unten gerichtet wäre und die Auftriebskraft  positiv, weil sie nach oben gerichtet ist.
Durch weitere Rechnungen habe ich als Ergebnis 
Aufgabe 2
Ein Kraftfahrzeug der Masse  fährt auf horizontaler Fahrbahn mit  . Nach dem Auskuppeln wird es durch den Luftwiderstand abgebremst; neben ihm darf bei hoher Geschwindigkeit der Rollwiderstand vernachlässigt
werden. Der Luftwiderstand beträgt:  mit 
Wie lange dauert es, bis das Fahrzeug auf
abgebremst ist?
Kräftebetrachtung:
Wir haben eine Kraft, die entgegengesetzt wirkt, das wäre der Luftwiderstand  und dann haben wir eine Kraft  , die ,,rechts'' wirkt, also in positive Richtung.
Durch weitere Rechnung erhalte ich für die Zeit t=-25s.
Aber eine negative Zeit kann nicht sein. Es müsste 25s sein.
Danke, wer mir das erklären kann. |
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Derfnam
Gast
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| Derfnam Verfasst am: 03. Mai 2017 15:36 Titel: Re: Vorzeichen richtig setzen bei Kräften |
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| Dreistein007 hat Folgendes geschrieben: | Hallo,
es geht um Kräfte. Wenn ich zwei Kräfte habe, die entgegengesetzt wirken, dann habe ich eine negative und eine positive Kraft.
Nach diesem Prinzip habe ich zwei Aufgaben bearbeitet, wobei bei einer ein richtiges Ergebnis gekommen ist, und bei der anderen ein falsches.
Aufgabe 1:
Eine Kugel mit dem Radius und der Dichte fällt mit der Anfangsgeschwindigkeit in Wasser.Welche Wegstrecke legt sie dort bis
zu ihrem Stillstand zurück?
Die Bremskraft durch die innere Reibung ist:
wobei die Zähigkeit von Wasser
Kräftebetrachtung:
Ich stelle mir immer ein Koordinatensystem vor im Kopf, und anhand von diesem weiß ich, wann was negativ bzw. positiv ist. In unserem Fall ist die Gewichtskraft negativ, da sie im Koordinatensystem nach unten gerichtet wäre und die Auftriebskraft positiv, weil sie nach oben gerichtet ist.
Durch weitere Rechnungen habe ich als Ergebnis
Aufgabe 2
Ein Kraftfahrzeug der Masse fährt auf horizontaler Fahrbahn mit . Nach dem Auskuppeln wird es durch den Luftwiderstand abgebremst; neben ihm darf bei hoher Geschwindigkeit der Rollwiderstand vernachlässigt
werden. Der Luftwiderstand beträgt: mit
Wie lange dauert es, bis das Fahrzeug auf
abgebremst ist?
Kräftebetrachtung:
Wir haben eine Kraft, die entgegengesetzt wirkt, das wäre der Luftwiderstand und dann haben wir eine Kraft , die ,,rechts'' wirkt, also in positive Richtung.
Durch weitere Rechnung erhalte ich für die Zeit t=-25s.
Aber eine negative Zeit kann nicht sein. Es müsste 25s sein.
Danke, wer mir das erklären kann. |
Hier wäre eine Rechnung mit den Energien und nicht mit Kräften sinnvoll.
Wie kommst du denn z. B. auf die "Kraft" des Autos? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 03. Mai 2017 15:53 Titel: Re: Vorzeichen richtig setzen bei Kräften |
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| Dreistein007 hat Folgendes geschrieben: | ...
Eine Kugel mit dem Radius und der Dichte ... |
Was ist denn das für eine komische Einheit für die Dichte? Die kann so nicht stimmen.
| Dreistein007 hat Folgendes geschrieben: | | ... wobei die Zähigkeit von Wasser |
Das dürfte ein falscher Zahlenwert sein. Sonst hätte das Wasser ja eine Konsistenz wie Honig oder Sirup. |
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Dreistein007
Anmeldungsdatum: 11.01.2016
Beiträge: 712
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| Dreistein007 Verfasst am: 03. Mai 2017 20:23 Titel: |
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Hallo,
Ich habe bei der Zähigkeit vergessen den Exponenten mit -3 zu schreiben.
Kannst du mir un helfe GVC? |
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Derfnam
Gast
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| Derfnam Verfasst am: 03. Mai 2017 22:52 Titel: Re: Vorzeichen richtig setzen bei Kräften |
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| Dreistein007 hat Folgendes geschrieben: | Hallo,
es geht um Kräfte. Wenn ich zwei Kräfte habe, die entgegengesetzt wirken, dann habe ich eine negative und eine positive Kraft.
Nach diesem Prinzip habe ich zwei Aufgaben bearbeitet, wobei bei einer ein richtiges Ergebnis gekommen ist, und bei der anderen ein falsches.
Aufgabe 1:
Eine Kugel mit dem Radius und der Dichte fällt mit der Anfangsgeschwindigkeit in Wasser.Welche Wegstrecke legt sie dort bis
zu ihrem Stillstand zurück?
Die Bremskraft durch die innere Reibung ist:
wobei die Zähigkeit von Wasser
Kräftebetrachtung:
Ich stelle mir immer ein Koordinatensystem vor im Kopf, und anhand von diesem weiß ich, wann was negativ bzw. positiv ist. In unserem Fall ist die Gewichtskraft negativ, da sie im Koordinatensystem nach unten gerichtet wäre und die Auftriebskraft positiv, weil sie nach oben gerichtet ist.
Durch weitere Rechnungen habe ich als Ergebnis
Aufgabe 2
Ein Kraftfahrzeug der Masse fährt auf horizontaler Fahrbahn mit . Nach dem Auskuppeln wird es durch den Luftwiderstand abgebremst; neben ihm darf bei hoher Geschwindigkeit der Rollwiderstand vernachlässigt
werden. Der Luftwiderstand beträgt: mit
Wie lange dauert es, bis das Fahrzeug auf
abgebremst ist?
Kräftebetrachtung:
Wir haben eine Kraft, die entgegengesetzt wirkt, das wäre der Luftwiderstand und dann haben wir eine Kraft , die ,,rechts'' wirkt, also in positive Richtung.
Durch weitere Rechnung erhalte ich für die Zeit t=-25s.
Aber eine negative Zeit kann nicht sein. Es müsste 25s sein.
Danke, wer mir das erklären kann. |
Das übliche Dilemma:
"Einheitensalat" und keine Arbeitsskizze.
Die Zähigkeit hast du ja schon korrigiert, die Dichte de Kugel aber noch nicht und du solltest über den Energieansatz nachdenken. |
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Dreistein007
Anmeldungsdatum: 11.01.2016
Beiträge: 712
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| Dreistein007 Verfasst am: 07. Mai 2017 05:13 Titel: |
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Aber das hat doch nichts damit zu tun.
Ich will ja nur wissen, wann man ein Minus vor eine Kraft setzt und wann nicht?!
Kannst du mir diesbezüglich helfen? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 07. Mai 2017 10:36 Titel: |
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| Dreistein007 hat Folgendes geschrieben: | | Ich will ja nur wissen, wann man ein Minus vor eine Kraft setzt und wann nicht?! |
Wenn Du, wie von Derfnam vorgeschlagen, den Energieerhaltungssatz anwendest, brauchst Du Dir darüber keine Gedanken zu machen. Allerdings musst Du bei der Anwendung des Energierhaltungssatzes achtgeben, da in beiden Aufgaben die Reibkraft geschwindigkeitsabhängig ist. |
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Dreistein007
Anmeldungsdatum: 11.01.2016
Beiträge: 712
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| Dreistein007 Verfasst am: 07. Mai 2017 20:34 Titel: |
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Hallo,
danke erstmal GVC,
aber mir geht es in erster Linie nicht um die Lösung der Aufgabe.
Mir geht es um die Kräfte und ihre Vorzeichen.
Wann setze ich ein Minus vor eine Kraft und wann nicht.
Ich habe doch extra Zwei Beispiele angegeben. |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 07. Mai 2017 21:10 Titel: |
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| Zitat: | | Wann setze ich ein Minus vor eine Kraft und wann nicht. |
das steckt nichts kompliziertes dahinter.
zuerst definiert man eine positive Koordinatenrichtung, die man normalerweise in seiner skizze einträgt-
Dann setzt man die Kräfte die in die positive Richtung zeigen positiv an und die in die negative Richtung zeigen, negativ an.
Die Werte für die Kräfte setzt man dann stehts postiv ein weil man ja schon die Richtung beim Kraftansatz berücksichtigt hat.
Nehmen wir an wir setzen für eine Kraft m*a an---
dann muß´auch die Beschleunigung in diesem Fall positiv eingesetzt werden selbst wenn sie in die negative Richtung zeigt. denn die Werte für die Kräfte müssen dann positiv sein.
eine andere vorgehensweise wäre man setzt vor alle Kräfte ein plus und setzt dann für die Werte positv oder negativ ein.
also folgendes
Ich habe eine Kraftgleichung
-F1+F2=..... setzte nun stehts positiv ein F1=300 F2=200
dann habe ich -300 +200 aus den Kraftansatz
ich kann aber auch schreiben
für die Kraftgleichung
+F1+F2
und setze dann ein F1=-300 F2=200
dann habe ich ebenfalls
-300+200
im ersten Fall habe ich die Vorzeichen schon in der Kraftgleichung berücksichtigt, im zweiten Fall mache ich das bei den Werten.
Im ersten FAll bedeutet ein positiver Wert das die KRaft genau so wirkt wie man sie angenommen hat und negatives Vorzeichen das die Kraft genau umgekehrt wirkt, wie man sie angenommen hat (egal ob man sie positiv oder negativ angesetzt hat) positiv beim Wert bedeutet Kraft richtig angenommen negativ bedeutet KRaft falsch angenommen
im zweiten Fall gibt der Wert die Richtung der KRaft an , hier gehts nicht um richtig oder falsch angenommen sondern hier sagt dann ein positiver Wert an das die KRatft zum Bespiel nach rechts wirkt und negativ nach links je nachdem wie das Koordinatensystem angenommen wurde.
_________________
WAS IST LOS IN EUROPA? https://www.youtube.com/watch?v=a9mduhSSC5w |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 07. Mai 2017 21:32 Titel: |
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da tue ich mich schwer das eine Kräftebetrachtung zu nennen..
Du nimmst das dynamische Grundgesetz her
 für eine Koordinatenrichtung die du positiv in irgendeine Richtung definierst.
In der Aufgabe 1 zum Beispiel hast du sie nach oben positiv definiert
jetzt gibts zwei Wege entweder du schreibst
dann mußt du aber dann FG einen negativen Wert einsetzen, das machen viele dann über die erdbeschleunigung weil die Erdbeschleunigung in die negative Richtung zeigt. als dann setzen die -9,81 fest.
Man legt sozusagen die Vorzeichen in der Kräftegleichung nicht fest sondern legt sie an den Beschleunigungen fest.
oder du setzt die Vorzeichen an den Kräften fest
und schreibst
jetzt mußt du aber die Erdbeschleunigung dann positiv einsetzen
Die Beschleunigung a kommt in beiden Fällen positiv heraus wenn in Richtung positiver Achse beschleunigt wird und negativ wenn dagegen beschleunigt wird.
zu diesen Ansatz
habe ich vorher erklärt das positive werte bei den kräften bedeutet richtig angenommen und negativ falsche angenommen.
Mit diesen Ansatz indem man schreibt =m*a nimmt man die resultierende Kraft in positiver Koordinatenrichtung an und wenn sie positiv (a positiv) rauskommt wurde sie richtig angenommen und wenn sie negativ rauskommt (a negativ) wurde sie in positiv richtung falsch angenommen als wirkt sie in die negative Richtung.. also auch hier gilt das vorher geschilderte obwohl man am Wert auch direkt gleich erkennen kann in welche Richtung die Kraft wirkt
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Dreistein007
Anmeldungsdatum: 11.01.2016
Beiträge: 712
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| Dreistein007 Verfasst am: 08. Mai 2017 09:06 Titel: |
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Hallo,
perfekt erklärt.
Danke dir. So muss man helfen!
Echt gut und auf dem Punkt gebracht. Klasse!  |
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