Free body diagram, Mechanik

Erste Frage Aufrufe: 1016     Aktiv: 28.05.2020 um 22:18

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Könnte mir jmd. beim Berechnen von Ax und Bx helfen? Die Ergebnisse (Ax= -107.1kN; Bx= 107.1kn) habe ich schon, aber komme auf den (wahrscheinlich total einfachen) Lösungsweg nicht.

Mir wäre damit sehr geholfen.

Schonmal danke im Voraus ;)

Max

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Hi Max,

ich nehme einfach mal an, dass du das Ay bereits über das Kräftgleichgewicht in y-Richtung ausgerechnet hast.
Mit dem Kräftegleichgewicht in x-Richtung ist es nun nicht ganz so einfach. Das sieht wie folgt aus:

\(A_x+B_x=0\)

Hier tauchen jetzt 2 Unbekannte auf. Um das ganze eindeutig lösen können, benötigt man eine zweite Gleichung. Deshalb zieht man zusätzlich die Momentensumme, um einen Punkt hinzu. Die Summe aller Moment um einen Punkt ist, wie auch beim Kräftegleichgewicht, null. Ein Moment ist kurzgesagt einfach die Auswirkung einer Kraft, die über einen Hebel an einem Punkt angreift, auf die Drehwirkung dieses Punktes und wird berechnet als "Kraft mal Länge des Hebelarm". Wenn du nicht genau weißt wovon ich rede schau nochmal in deinen Unterlagen oder guck dir ein Video dazu an. Ich habe mal eins als Vorschlag angehängt.

Der erste Schritt ist die geschickte Wahl eines Punktes, um den du das Drehmoment berechnen möchtest. Dafür eignen sich zwei Punkte: A und B.
Ich nehme jetzt mal den Punkt A. Jede Kraft die nicht in diesem Punkt angreift (also alles außer Ax und Ay, da deren Hebelarmlänge null ist wodurch auch das Drehmoment zu null wird) üben ein Moment in diesem Punkt aus. Die Länge des Hebelarms ist der Abstand zwischen dem Angriffspunkt der Kraft und dem Punkt A. Dabei sei angemerkt, dass die Richtung des Hebels immer senkrecht zur Kraftrichtung sein muss.

Was heißt das jetzt konkret für die Aufgabe?

Es gibt dreit Kräfte die im Punkt A ein Moment erzeugen: Die Lagerkraft Bx mit einem Hebel von 1.5m, die Gewichtskraft des Krans (9.81kN) mit einem Hebel von 2m(weil senkrecht zur Kraftrichtung!) und das Gewicht am Ende des Kranes (23.5kN) mit einem Hebel von 6m. Um daraus das Momentengleichgewicht aufzustellen, musst du dir jetzt noch Gedanken um die Vorzeichen machen. Dabei kann man frei wählen welche Drehrichtung ein positives und welche ein negatives Drehmoment erzeugen. Ich nehmen jetzt an, dass die Momente deren Kräfte ein Drehmoment im Uhrzeigersinn erzeugen ein positives Vorzeichen erhalten. Demnach sind die Momente die durch die beiden Gewichte erzeugt werden positiv. Das Moment, das aus der Lagerkraft resultiert ist negativ. Damit ergbit sich:

\(0=9,81kN*2m+23,5kN*6m-B_x*1,5m\)

Wenn du das nach Bx umstellst müsstest du auf das von dir angegebene Ergebnis kommen. Ax kannst du ja dann wieder mit dem Kräftegleichgewicht in x-Richtung (siehe oben) berechnen. ;)

 

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