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Physikmechanik
Anmeldungsdatum: 03.03.2021
Beiträge: 22
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 Physikmechanik Verfasst am: 03. März 2021 15:31 Titel: Kraft in Schnur für Bilderrahmen |
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Meine Frage:
Ein Bilderrahmen wird mir der Masse 0,5 kg an einer Schnur aufgehängt. Die Schnur ist an zwei Stellen am Bilderrahmen befestigt. Diese liegen 40 cm voneinander entfernt. Der Nagel an dem die Schnur aufgehängt ist ist 10 cm vom Bilderrahmen entfernt.
Berechne die Kraft in der Schnur an der der Bilderrahmen aufgehängt ist.
Kann mir jemand sagen wie ich hier die Kraft in der Schnur berechnen kann?
Meine Ideen:
Kann man hier etwas mit dem Kosinus Satz anfangen?
Wenn ja in wie fern. Ich habe erstmal ein Kräfteparallelogramm gezeichnet und die Gesamtkraft des Bilderrahmens ausgerechnet (4,905 N)
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gast_4711
Gast
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| gast_4711 Verfasst am: 03. März 2021 16:15 Titel: |
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Aufgabe:
Ein Bilderrahmen wird mir der Masse 0,5 kg an einer Schnur aufgehängt. Die Schnur ist an zwei Stellen am Bilderrahmen befestigt. Diese liegen 40 cm voneinander entfernt. Der Nagel an dem die Schnur aufgehängt ist ist 10 cm vom Bilderrahmen entfernt.
Berechne die Kraft in der Schnur an der der Bilderrahmen aufgehängt ist.
Kann mir jemand sagen wie ich hier die Kraft in der Schnur berechnen kann?
Lösung:
1. Man lege ein Koordinatensystem z.B. durch den Nagel.
y-Richtung senkrecht; x-Richtung waagerecht.
2. Berechne den Winkel der Schnüre zur waagerechten.
 Abstand der Haltestellen am Rahmen
 senkrechter Abstand Rahmen zum Nagel
=2\cdot h/a=1/2)
3. Schnitt durch die Seile
Welche Kraft in y-Richtung muss jedes Seil aufnehmen, um den Rahmen im Gleichgewicht zu halten?
 Masse Rahmen
 Gewichtskraft Rahmen
Gleichgewichtsbedingung Y-Richtung.
 Symmetrie!
Zerlegen der Seilkraft.
)
------------ Bitte ab hier selber rechnen und hinterher prüfen ----------
Deswegen wurde der Rest auch gelöscht. Bitte den Fragesteller selber denken lassen. Komplettlösungen sind in einem Nachhilfeforum unerwünscht. Steffen
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Physikmechanik
Anmeldungsdatum: 03.03.2021
Beiträge: 22
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| Physikmechanik Verfasst am: 03. März 2021 16:42 Titel: |
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Vielen Dank für deine Antwort. Ich komme allerdings nicht wirklich mit bei Fs und co. So haben wir das auch noch nie gemacht. Trotzdem vielen Dank für deine Antwort. Weißt du zufällig wie es mit dem Kosinussatz möglich ist?
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7255
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| Steffen Bühler Verfasst am: 03. März 2021 17:13 Titel: |
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Mit dem Kosinussatz kannst Du den benötigten Winkel 26,6° in Deinem Kräfteparallelogramm natürlich auch berechnen. Das Dreieck mit den Katheten 10cm und 20cm ergibt eine entsprechende Hypotenuse, die drei Seiten ergeben dann den Winkel. Ist halt etwas umständlicher, führt aber auch zum Ziel.
Viele Grüße
Steffen
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Physikmechanik
Anmeldungsdatum: 03.03.2021
Beiträge: 22
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| Physikmechanik Verfasst am: 03. März 2021 17:55 Titel: |
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Unnötiges Vollzitat gelöscht. Steffen
Und dann muss ich mit dem Winkel einfach das Kräfteparallelogramm zeichnen und die Kraft messen oder gibt es da dann auch nochmal eine Formel wie ich die Kraft herausbekomme?
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5873
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 03. März 2021 18:46 Titel: |
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Mach erst einmal eine Skizze und trage die Gewichtskraft ein.
Du erkennst zwei rechtwinklige Dreiecke mit gemeinsamer Kathete.
Auf eine Aufhängung wirkt vertikal die halbe Gewichtskraft. Diese kann Du in eine horizontal und eine in Fadenrichtung wirkende Kraft zerlegen. Den Winkel des Fadens zur horizontalen kannst Du aus der Geometrie eines rechtwinkligen Dreiecks ermitteln.
Kriegst Du das hin?
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Physikmechanik
Anmeldungsdatum: 03.03.2021
Beiträge: 22
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| Physikmechanik Verfasst am: 03. März 2021 18:59 Titel: |
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Unnötiges Vollzitat gelöscht. Steffen
Das habe ich gemacht. Ich weiß nur nicht wie ich aus den Längen und Winkeln der Dreiecke nachher die Kraft bekomme...
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5873
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 03. März 2021 19:19 Titel: |
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Unnötiges Vollzitat gelöscht, Typo (Hypotenuse bitte ohne h!) korrigiert. Steffen
Zeichne ein rechtwinkliges Kräftedreieck: 1. Kathete vertikal = halbe Gewichtskraft, 2. Kathete = horizontale Kraft (langen Strich ziehen), Hypotenuse im errechneten Winkel (schneidet die horizontale Kathete = Seikraft.
Wenn Du das maßstäblich machst, hast die die Kontrolle Deiner Rechnung.
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Physikmechanik
Anmeldungsdatum: 03.03.2021
Beiträge: 22
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| Physikmechanik Verfasst am: 03. März 2021 19:30 Titel: |
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Unnötiges Vollzitat gelöscht. Steffen
Das habe ich gemacht. Vielen Dank! Nur das ist ja jetzt eine zeichnerische Lösung und ich bräuchte noch eine Formel oder so wie ich es mit einer Rechnung machen kann.
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5873
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 03. März 2021 19:55 Titel: |
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Wenn in einem rechtwinkligen Dreieck eine Kathete (halbe Gewichtskraft) und ein Winkel (tangens alpha = 2 * h/a) gegeben ist, ist die Hypothenuse (Seilkraft) bestimmbar.
Das solltest Du hinbekommen.
h = Abstand Nagel Bilderrahmen
a = Abstand Aufhängepunkte am Rahmen.
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Physikmechanik
Anmeldungsdatum: 03.03.2021
Beiträge: 22
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| Physikmechanik Verfasst am: 04. März 2021 08:05 Titel: |
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Unnötiges Vollzitat gelöscht. Steffen
Ist das dann so richtig?
| Beschreibung: |
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| Dateiname: |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5873
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 04. März 2021 08:22 Titel: |
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Unnötiges Vollzitat gelöscht. Steffen
Ja, abgesehen von der zeichnerischen Ungenauigkeit. Zeichne den Winkel Alpha ein und berechne ihn aus der Geometrie ( tan alpha = ...), dann kommst Du auf den rechnerischer Wert der Seilkraft
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Physikmechanik
Anmeldungsdatum: 03.03.2021
Beiträge: 22
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| Physikmechanik Verfasst am: 04. März 2021 08:38 Titel: |
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Unnötiges Vollzitat gelöscht. Steffen
Vielen Dank schonmal.
Rechnerisch kommt bei mir nur irgendwie immer etwas anderes heraus.
Könnten Sie mir dort nochmal eine Formel mit den eingesetzten Werten schreiben? Vielleicht finde ich dann meinen Fehler.
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7255
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| Steffen Bühler Verfasst am: 04. März 2021 09:55 Titel: |
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Hat er doch gemacht:  , mit h=10cm und a=40cm. Setz ein und löse nach  auf.
Viele Grüße
Steffen
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5873
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 04. März 2021 10:21 Titel: |
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Unnötiges Vollzitat gelöscht, LaTeX repariert. Steffen
Aus der Geometrie:
 = \frac{2\cdot h}{a}= \frac{2\cdot 10 cm}{40 cm} = 0,5)
 = 26,56^{\circ})
Aus Kräftedreieck
 = \frac{m\cdot g}{2\cdot F_2})
 } = \frac{4,905 N }{2 \cdot 0,447} = 5,48 N)
Ist doch gar nicht so schwer, oder?
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Physikmechanik
Anmeldungsdatum: 03.03.2021
Beiträge: 22
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| Physikmechanik Verfasst am: 04. März 2021 10:54 Titel: |
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Unnötiges Vollzitat gelöscht. Steffen
Ah ja! Vielen Dank nochmal!
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roycy
Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5891
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roycy
Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961
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| roycy Verfasst am: 20. Mai 2021 10:47 Titel: Bilderrahmen |
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Ich sagte ja bereits, dass bei der Aufgabe 1.22 für eine zeichnerische Lösung eine Unbekannte zuviel vorliegt.
Bei einem Winkel von 32,31° ergibt sich ebenfalls ein geschlossenes Krafteck mit P = 52 N.
Es kann aber m. E. nicht 2 gleichwertige Lösungen geben.Bis jetzt hat noch kein poster die Berechnung der 30° gepostet, so dass ich vergleichen könnte, um eine Verknüpfung der beiden Winkel alpha u. beta herzustellen.
Vltt. postest du deine Berechnung einmal zum Vergleich.
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5891
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| Myon Verfasst am: 20. Mai 2021 11:23 Titel: |
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Ich fahre im anderen Thread weiter. Das ist auch nicht ideal, aber hier passt es noch weniger hin - mein Fehler.
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roycy
Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961
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| roycy Verfasst am: 21. Mai 2021 11:26 Titel: Bilderrahmen |
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Alles hat seine Grenzen aber eine zeichnerische Lösung ist- wie so oft- viel anschaulicher und einfacher. Insbesondere bei diesem Beispiel "Bilderrahmen" hier.
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roycy
Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961
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| roycy Verfasst am: 22. Mai 2021 18:13 Titel: Bilderrahmen |
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Autsch! 
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