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algarius
Anmeldungsdatum: 23.01.2015
Beiträge: 17
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 algarius Verfasst am: 09. Mai 2022 14:54 Titel: Wagen an Faden |
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Liebe Experten
Es geht um folgendes Experiment. Eine Masse m1 wird an einen Faden gehängt welcher mit einem Waagen verbunden ist. Die Masse m1 wird von der Erdanziehung mit g = 9.81 m/s2 nach unten gezogen. Es wird nun die Beschleunigung des Wagens gesucht.
Ich dachte dies ist eine Fangfrage und schrieb hin dass der Wagen natuerlich auch mit 9.81 m/s2 beschleunigt. Logisch er ist ja mit dem Faden und dem Gewicht m1 verbunden. Die lösung ist aber falsch.
Die Lösung ist dass der Wagen mit 0.47 m/s2 beschleunigt wird. Siehe Attachment.
Wie kann das aber sein, das ist ja gar nicht möglich wie kann der Wagen eine andere Beschleunigung haben als das Gewicht m1. Es sind ja beide Gewichte miteinander verbunden, WIe können also zwei Massen die miteinander verbunden sind, unterschiedliche Beschleunigungen haben ?
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5870
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| Myon Verfasst am: 09. Mai 2022 15:03 Titel: Re: Wagen an Faden |
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| algarius hat Folgendes geschrieben: | | Wie kann das aber sein, das ist ja gar nicht möglich wie kann der Wagen eine andere Beschleunigung haben als das Gewicht m1. |
Der Wagen und die Masse werden mit der gleichen Beschleunigung a beschleunigt, die vom Betrag her kleiner als g ist.
Auf die Masse m1 wirkt wohl die Gewichtskraft Fg=m1*g nach unten, aber es wirkt daneben noch die Seilkraft nach oben. Mit der betragsmässig gleichen Seilkraft wird dann der Wagen beschleunigt. Nur im freien Fall, ohne die nach oben wirkende Seilkraft, wäre die Beschleunigung gleich g.
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algarius
Anmeldungsdatum: 23.01.2015
Beiträge: 17
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| algarius Verfasst am: 10. Mai 2022 09:07 Titel: |
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Top, danke dir so sehr für deine Antwort. Nun habe ich es begriffen :-)
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roycy
Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961
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| roycy Verfasst am: 10. Mai 2022 11:21 Titel: Re: Wagen an Faden |
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| Myon hat Folgendes geschrieben: | | algarius hat Folgendes geschrieben: | | Wie kann das aber sein, das ist ja gar nicht möglich wie kann der Wagen eine andere Beschleunigung haben als das Gewicht m1. |
Der Wagen und die Masse werden mit der gleichen Beschleunigung a beschleunigt, die vom Betrag her kleiner als g ist.
Auf die Masse m1 wirkt wohl die Gewichtskraft Fg=m1*g nach unten, aber es wirkt daneben noch die Seilkraft nach oben. |
Das ist doch noch nicht alles:
Wo bleibt denn bei m1 die Trägheitskraft?
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roycy
Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961
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| roycy Verfasst am: 10. Mai 2022 11:27 Titel: Körper am Seil |
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| algarius hat Folgendes geschrieben: | | Top, danke dir so sehr für deine Antwort. Nun habe ich es begriffen :-) |
Hier hilft eine Vorgehensweise aus der Statik:
Man macht die einzelnen Körper "frei" (Freischneiden) u. trägt alle äußeren Kräfte ein, die auf den jeweiligen Körper wirken, so dass er im Gleichgewicht (in Ruhe) ist. In "Ruhe" kann aber auch heißen bei gleichförmiger unbeschleunigter Bewegung.
Wie sähe denn jetzt deine Lösung aus, wenn bei m2 z. B. ein Gleitreibungswert von my= o,2 vorläge?
Traust du dir die Berechnung zu?
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5786
Wohnort: Heidelberg
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| as_string Verfasst am: 10. Mai 2022 14:14 Titel: Re: Wagen an Faden |
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| roycy hat Folgendes geschrieben: | Das ist doch noch nicht alles:
Wo bleibt denn bei m1 die Trägheitskraft? |
Hast Du auch nur eine Sekunde mal verwendet, um auf die Musterlösung vom Ausgangs-Post zu schauen? Da wäre Dir vielleicht dann aufgefallen, dass dort genau so schon m1 zu der anderen Masse addiert wird, um auf die träge Masse zu kommen. Warum meinst Du also, dass die Trägheit von m1 nicht berücksichtigt worden wäre? 
Gruß
Marco
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5870
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| Myon Verfasst am: 10. Mai 2022 16:45 Titel: Re: Wagen an Faden |
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| roycy hat Folgendes geschrieben: | Das ist doch noch nicht alles:
Wo bleibt denn bei m1 die Trägheitskraft? |
Ich persönlich konnte mit der Einführung einer "Trägheitskraft" nie etwas anfangen. Wahrscheinlich, da das bei uns im Studium nie gemacht wurde (kann mich wirklich nicht erinnern, dass das überhaupt je erwähnt wurde).
Wenn auf eine Masse m die Kräfte F1,... FN wirken, die auf physikalischen Wechselwirkungen beruhen, gilt
Dann braucht es keine Trägheitskraft. Weitere Kräfte müssen nur in beschleunigten Systemen eingeführt werden. Ich halte das auch für pädagogisch besser, aber auch das ist wahrscheinlich nur Gewohnheit.
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roycy
Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961
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| roycy Verfasst am: 10. Mai 2022 17:04 Titel: Re: Wagen an Faden |
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| as_string hat Folgendes geschrieben: | | roycy hat Folgendes geschrieben: | Das ist doch noch nicht alles:
Wo bleibt denn bei m1 die Trägheitskraft? |
Hast Du auch nur eine Sekunde mal verwendet, um auf die Musterlösung vom Ausgangs-Post zu schauen? Da wäre Dir vielleicht dann aufgefallen, dass dort genau so schon m1 zu der anderen Masse addiert wird, um auf die träge Masse zu kommen. Warum meinst Du also, dass die Trägheit von m1 nicht berücksichtigt worden wäre?
Gruß
Marco |
Sicher.
Aber woher hat er das?
Meine Skizze ist eine Ergänzung. Was macht der TE, wenn es etwas kompliezierter wird?
Schreibt er dann auch einfach: Es gilt....?
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roycy
Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961
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| roycy Verfasst am: 10. Mai 2022 17:19 Titel: Re: Wagen an Faden |
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| as_string hat Folgendes geschrieben: | | roycy hat Folgendes geschrieben: | Das ist doch noch nicht alles:
Wo bleibt denn bei m1 die Trägheitskraft? |
Hast Du auch nur eine Sekunde mal verwendet, um auf die Musterlösung vom Ausgangs-Post zu schauen? Da wäre Dir vielleicht dann aufgefallen, dass dort genau so schon m1 zu der anderen Masse addiert wird, um auf die träge Masse zu kommen. Warum meinst Du also, dass die Trägheit von m1 nicht berücksichtigt worden wäre?
Gruß
Marco |
Seltsam:
Er hat doch gefragt, weil er das "es gilt".. wohl offenbar gar nicht verstanden hat obwohl er's hinschrieb.
Erst danach hat er sich für die Lösung bedankt.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043
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| DrStupid Verfasst am: 11. Mai 2022 10:21 Titel: Re: Wagen an Faden |
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| Myon hat Folgendes geschrieben: | | Ich persönlich konnte mit der Einführung einer "Trägheitskraft" nie etwas anfangen. Wahrscheinlich, da das bei uns im Studium nie gemacht wurde (kann mich wirklich nicht erinnern, dass das überhaupt je erwähnt wurde). |
Offenbar ist damit die d'Alembertsche Trägheitskraft gemeint (siehe https://de.wikipedia.org/wiki/D%E2%80%99Alembertsches_Prinzip). Die scheint bei Ingenieuren sehr beliebt zu sein - vermutlich, weil man damit dynamische Systeme genauso behandeln kann wie statische. Solange man weiß, was man da tut, ist das OK. Aber leider kommt es immer wieder zu Verwechslungen mit dem, was man in der Phsik als "Trägheitskraft" bezeichnet. Dann reden Physiker und Ingenieure aneinander vorbei.
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5870
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| Myon Verfasst am: 11. Mai 2022 10:58 Titel: Re: Wagen an Faden |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Offenbar ist damit die d'Alembertsche Trägheitskraft gemeint |
Ja, genau. Ich sag ja sicher auch nicht, dass das falsch ist. Aber es kann zu Missverständnissen kommen, wenn dann z.B. geschrieben wird
obwohl sich der Körper nicht in einem Kräftegleichgewicht im physikalischen Sinn befindet und beschleunigt wird.
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5786
Wohnort: Heidelberg
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| as_string Verfasst am: 11. Mai 2022 14:17 Titel: Re: Wagen an Faden |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Aber leider kommt es immer wieder zu Verwechslungen mit dem, was man in der Phsik als "Trägheitskraft" bezeichnet. Dann reden Physiker und Ingenieure aneinander vorbei. |
Ich gebe Dir da komplett Recht, allerdings war mein Verständnis irgendwie immer so, dass diese beiden Trägheitskräfte an sich schon was miteinander zu tun haben: Wenn ich mich in ein Koordinatensystem setze, das mit dem betrachteten Körper ständig mitgeführt ist, sollten sie doch gleich sein (und auch die Beschleunigung wäre in diesem System tatsächlich immer 0). Ich hatte für mich das immer so erklärt, dass es wohl daher kommen müsse.
Gruß
Marco
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