RegistrierenRegistrieren   LoginLogin   FAQFAQ    SuchenSuchen   
Seifenkisten Geschwindigkeit ausrechnen
 
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Mechanik
Autor Nachricht
Krafti



Anmeldungsdatum: 15.05.2024
Beiträge: 1

Beitrag Krafti Verfasst am: 15. Mai 2024 23:30    Titel: Seifenkisten Geschwindigkeit ausrechnen Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Das ist eine Aufgabe der BLF Physik, die ich nicht verstehe: Bei einem Seifenkistenrennen wird mit antriebslosen und selbstgebauten Fahrzeugen eine Strecke von 100m auf Zeit zurückgelegt. Die Seifenkiste startet aus der Ruhe. Während der Fahrt wird
die Seifenkiste durch Reibung (M = 0,1)
gebremst.
Skizzieren Sie alle auf die Seifenkiste wirkende Kräfte und benennen Sie diese.
Bestimmen Sie die Geschwindigkeit der Seifenkiste im Ziel, wenn sie mit Fahrer eine Masse von 90 kg hat und aus einer Höhe zum Ziel von 15 m startet.

Meine Ideen:
Ich hab wirklich alles versucht aber komme nicht auf die Lösung 1,57 Meter pro Sekunde (so steht sie im Lösungsheft)
dfghfghfghdfgse
Gast





Beitrag dfghfghfghdfgse Verfasst am: 16. Mai 2024 03:04    Titel: Antworten mit Zitat

Die auf die Seifenkiste wirkenden Kräfte sind:

Gewichtskraft (Fg): Sie wirkt senkrecht nach unten und ist das Produkt aus der Masse (m) und der Erdbeschleunigung (g). In diesem Fall beträgt sie 90 kg * 9,81 m/s² = 882,9 N.
Normalkraft (Fn): Sie wirkt senkrecht nach oben und gleicht die Gewichtskraft aus, wenn keine vertikale Bewegung stattfindet. Hier beträgt sie ebenfalls 882,9 N.
Reibungskraft (Fr): Sie wirkt entgegen der Bewegungsrichtung und ist das Produkt aus der Normalkraft und dem Reibungskoeffizienten (µ). Hier beträgt sie 0,1 * 882,9 N = 88,29 N.

Die Geschwindigkeit der Seifenkiste im Ziel lässt sich mit dem Energieerhaltungssatz berechnen. Die potentielle Energie am Start (Ep = m * g * h) wird in kinetische Energie am Ziel (Ek = 1/2 * m * v²) und in durch Reibung verlorene Energie (Efr = Fr * s) umgewandelt.
Setzt man die Werte ein und löst die Gleichung nach der Geschwindigkeit v auf, erhält man:
m∗g∗h=1/2∗m∗v2+Fr∗s
v=2∗(g∗h−Fr∗s/m)​
Mit den gegebenen Werten ergibt das:
v=2∗(9,81m/s2∗15m−88,29N∗100m/90kg)​
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5891
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 16. Mai 2024 10:53    Titel: Antworten mit Zitat

dfghfghfghdfgse hat Folgendes geschrieben:
Die auf die Seifenkiste wirkenden Kräfte sind:
Normalkraft (Fn): Sie wirkt senkrecht nach oben und gleicht die Gewichtskraft aus, wenn keine vertikale Bewegung stattfindet. .


Das ist falsch und damit auch die nachfolgende Rechnung.
Die Normalkraft wirkt senkrecht zur Auflagefläche. Sie hängt von der Steigung der schiefen Ebene ab.


Zuletzt bearbeitet von Mathefix am 16. Mai 2024 11:00, insgesamt einmal bearbeitet
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5891
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 16. Mai 2024 10:54    Titel: Antworten mit Zitat

Ist die Strecke die Hypotenuse oder die Ankathete des Steigungswinkels der schiefen Ebene?

Es gibt zwei Lösungswege
1. Energieerhaltung
2. Kräfte und Bewegungsgleichung

Kräfte:
Hangabtriebskraft F_h = m*g*sin(alpha)
Reibkraft F_r = m*g*cos(alpha) *mü
Trägheitskraft F_a = m*a
Gleichgewichtsbedingung: Summe der Kräfte = 0





Bewegungsgleichungen (Strecke = Hypothenuse)













Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Mechanik