Masse zieht Waggon

Das_Tier · Anmeldungsdatum: 05.06.2007 Beiträge: 7

Hallöle, hab hier folgende Aufgabe, zu der ich soweit ne Idee habe, aber nicht weiß, ob ich da nicht irgendetwas übersehen habe.

Also ein Waggon (m1=12t), der auf Schienen steht ist mit einem Seil mit einem anderen Massestück (m2=1,5t), der in der Luft gehalten wird, verbunden.
Nun wird das Massestück (m2) 6m nach rechts bewegt und dann zu Boden gelegt.
Fragen:
a) Wie groß ist die Beschleunigung?
b) wie groß ist die Geschwindigkeit des Waggons nach den 6m?
Also nach meinen Überlegungen kann man die genaue Beschleunigung und Geschwindigkeit nicht bestimmen, sondern nur eine untere Grenze, ab der der Waggon überhaupt bewegt wird.

Also auf die Beschleunigung bin ich gekommen, indem ich angenommen habe, dass die Normalkraft des Waggons genau so groß sein muss wie die Kraft, mit der an m2 gezogen wird (Reibungskraft der Räder vernachlässigt). Erst ab dieser Kraft setzt sich de Waggon in Bewegung. Also

nach a umgestellt erhält man dann die Beschleunigung. Also jede Beschleunigung, die größer ist bewirkt eine Bewegung des Waggons.

Die Mindestgeschwindigkeit ergibt sich dann aus der Formel

Was meint ihr? Verstoße ich hier in irgendeiner Weise gegen die Physik?Bin mir da nicht so ganz sicher, weil ich die Aufgabe selbst aufgrund ein paar Vorgaben überlegt habe. Womöglich geht das auch gar nicht zu lösen. [/code]

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Diese Aufgabe ist in meinen Augen nicht lösbar.

Wie groß die Beschleunigung (der großen Masse?) ist, hängt ganz davon ab, in welcher Zeit und auf welche Weise (mit welchem

) die kleine und damit auch die große Masse nach rechts bewegt wird.

Und wenn man Reibungskräfte vernachlässigt, dann gibt es keine Mindestkraft, die dafür erforderlich wäre, um die Massen in Bewegung zu versetzen und zu beschleunigen. Denn die Beschleunigung ist dann einfach die nach

.

Die Gewichtskraft auf die vordere Masse ist dabei völlig egal, denn die zieht ja nicht nach rechts, sondern nach unten. Die würde erst dann anfangen, den großen Wagen nach rechts zu beschleunigen, wenn das kleine Gewicht an einer Rolle nach unten hängen würde.

Das_Tier · Anmeldungsdatum: 05.06.2007 Beiträge: 7

Also würde ich daraus jetzt zwei Dinge schließen:

1) die vordere Masse von 1,5t ist für die Rechnung völlig uninteressant, da dessen Gewichtskraft keinen Einfluss auf die Bewegung nach rechts hat?

2) Würde die Reibung berücksichtigt (ohne Räder auf planer Fläche), mit Reibungskoeffizient dann könnte ich die Mindestbeschleunigung der großen Masse bestimmen mit:

?

Danke für deine schnelle Antwort!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

1): Einverstanden smile

2): Mit Reibung gäbe es zwar eine Kraft, die mindestens erforderlich ist, um den Wagen in Bewegung zu versetzen, aber keine minimale Beschleunigung.

Denn die Kraft muss größer sein als die Reibungskraft, aber die Beschleunigung ist proportional zur resultierenden Kraft (und die ist gleich der nach rechts ziehenden Kraft minus der bremsenden Reibungskraft). Also kann die Beschleunigung beliebig klein sein.

Direkt nach dem Anfahren kann man es sich sogar leisten, die ziehende Kraft plötzlich deutlich zu verringern, da man nur zum Anfahren eine Kraft braucht, die größer ist als die Haftreibungskraft. Zum Ziehen braucht man danach nur noch eine Kraft, die mindestens so groß ist wie die etwas kleinere Gleitreibungskraft.

Das_Tier · Anmeldungsdatum: 05.06.2007 Beiträge: 7

Hmmm ja, aber wenn man das dann auf die Kraftdefinition zurückführt, die bei konstanter Masse ja definiert wird als

dann würde die Kraft, die man mindestens benötigt doch von der Beschleunigung abhängen, da m konstant ist???????

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Denk das noch ein bisschen weiter: Die Beschleunigung

kann dabei ja einen beliebig kleinen Wert annehmen, also kann auch die resultierende Kraft

beliebig klein werden. Also gibt es keinen Mindestwert für diese resultierende Kraft

, damit sich das ganze in Bewegung setzt, und jede noch so kleine resultierende Kraft führt zu einer Beschleunigung.

Das_Tier · Anmeldungsdatum: 05.06.2007 Beiträge: 7

ahhh ok die RESULTIERENDE Kraft! DANKE!!!