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Die Kraft beim Öffnen eines Kühlschranks berechnen
 
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atömchen
Gast





Beitrag atömchen Verfasst am: 14. Jan 2020 16:11    Titel: Die Kraft beim Öffnen eines Kühlschranks berechnen Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Die Aufgabe lautet:

Ein luftdichter Kühlschrank wird bei einer Temperatur von 20ºC geschlossen und mit dem Stromnetz verbunden, bis die Temperatur im Innern auf 5ºC gefallen ist.


a) Wie gross ist die Druckdifferenz zur Umgebung (p0 = 1 bar) im kalten Zustand? (Lsg: 0.051bar)
b) Die Tür des Kühlschranks hat die Abmessungen 0.5m x 0.5m, wobei sich das Scharnier ganz am rechten, der Türgriff ganz am linken Rand befindet. Wie gross ist die Kraft, die man zum Öffnen des Schranks mit dem Türgriff auf Grund der Druckdifferenz aufwenden muss? (Lsg: 640N)


Meine Ideen:
Die Teilaufgabe a) ist für mich völlig verstädnlich, jedoch komme ich bei b) nicht auf die 640N

Ich habe mir gedacht, dass ich F/A=p rechnen muss, da mir der Druck und die Fläche des Kühlschranks gegeben sind, jedoch komme ich nicht weiter, weil die Tür ja auf einer Seite befestigt ist.

Ich sitze bereits länger an diese Aufgabe, weiss aber nicht wie weiter.

Vielen Dank für Eure Hilfe!
Nils Hoppenstedt



Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019

Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 14. Jan 2020 16:31    Titel: Antworten mit Zitat

Hi,

nicht die Kraft, sondern das Drehmoment ist entscheidend! Die Luft drückt mittig auf die Tür, die Person zieht aber an der Seite. Überlege dir einfach die jeweiligen Hebelarme bzw. die dazugehörigen Drehmomente.

Viele Grüße,
Nils
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5852

Beitrag Myon Verfasst am: 14. Jan 2020 16:43    Titel: Re: Die Kraft beim Öffnen eines Kühlschranks berechnen Antworten mit Zitat

atömchen hat Folgendes geschrieben:
Ich habe mir gedacht, dass ich F/A=p rechnen muss, da mir der Druck und die Fläche des Kühlschranks gegeben sind, jedoch komme ich nicht weiter, weil die Tür ja auf einer Seite befestigt ist.

Genau. Gesucht ist die Kraft, welche das für das Öffnen bzw. Drehen der Türe nötige Drehmoment bezogen auf das Scharnier bewirkt. Diese Kraft ist geringer als p*A.

Durch den Druckunterschied wird auf die Türe ein Drehmoment



ausgeübt (b=Türbreite, h=Türhöhe, r=Abstand zur Scharnierachse). Man sieht, dass das Drehmoment so ist, als ob die gesamte Druckkraft im Mittelpunkt der Türe angreifen würde.

PS: Zu spät gesehen, dass Nils bereits geantwortet hat.
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