Schiefe Ebene

Erste Frage Aufrufe: 1319     Aktiv: 18.11.2021 um 07:09

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Hallo liebe Gemeinde,
leider bin ich eine absolute Niete in Physik (aber kann sich ja noch bessern).

Folgende Aufgabenstellung:

und dazu meine Lösung


Stimmt das soweit? Habe ich irgendwo einen gravierenden Denkfehler? Falls ja, würde ich mich um Tipps freuen!
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Punkte: 31

 

Bei a) fehlt bei der Masse m1 die Normalkraft Fn in der Zeichnung, diese ist ja für die Gleitreibung benötigt wird. Die anderen Aufgaben teile werde ich mal nach rechnen.   ─   gordonshumway 17.11.2021 um 10:30
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1 Antwort
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Hallo,
super das du deine Berechnungen hier veröffentlicht hast, so kann man am besten weiter helfen.
die Antwort zu a) steht im Kommentar. Bei b) komme ich für a auf einen anderen Wert, du hast wahrscheinlich für m nicht die Gesamtmasse eingesetzt. Bei c) sind mehrere Fehler 😞. Ich werde dir mal meine Berechnungen geben, dann kannst du mal in Ruhe vergleichen.

sollte dir etwas nicht klar sein melde dich und ich werde dir weiter helfen. Sollte dir das Prinzip von d´Alembert unbekannt sein es wird sehr gut in YouTube Videos erklärt und vereinfacht in vielen Fällen das Rechnen. 

Viel Erfolg beim lernen.

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Punkte: 765

 

Vielen Dank für die Mühe!

Zur a) Die Normalkraft ist aber anti-parallel zur Gewichtskraft, oder? Daher habe ich diese in der Zeichnung nicht eingetragen, weil man einfach die Gewichtskraft nehmen kann. Aber sauber ist das nicht, verstehe ich!

Zur b) Da habe ich den Fehler gemacht, dass
\( \dfrac{F_H - F_{GR}}{m} = \dfrac{m_2 \cdot g \cdot \sin(\alpha) - \mu \cdot m_1 \cdot a}{m_{Ges}} \overset{*}{\neq} g \cdot \sin(\alpha) - \mu \cdot a \\
* \text{Ich dachte m=m, daher gekürzt, aber das stimmt nicht. Danke!}
\)

Zur c)
\(
F_H \text{ stimmt bei mir auch, nur ich kann anscheinend den Taschenrechner nicht richtig bedienen.}
\)

Aber ich habe jetzt noch ein paar Fragen:

i) Ist \(F_{G2}\) nicht vertikal nach unten und \(F_H\), also die Hangabtriebskraft, diagonal? (Zeichnung für \(m_2\))
ii) Wieso wird die Beschleunigung von der Hangabtriebskraft abgezogen, wenn beides in die selbe Richtung geht? Beziehungsweise, wieso geht dein \(m \cdot a\) sowohl bei der oberen als auch bei der unteren Masse in die entgegengesetzte Richtung zur Bewegungsrichtung?

Danke für dein Hinweis! Dann kann ich nächstes mal eine Probe machen :)
  ─   kowawo 17.11.2021 um 19:43

Super 👍 du hast einen Fehler bei der Zeichnung für m2 gefunden, die Gleichungen sind aber richtig. Da ich die mit der Zeichnung aus dem Aufgaben Teil a) aufgestellt, das war zu i).
Zu ii) das ist die Trägheitskraft, diese wird auch als eine „Scheinkraft“ bezeichnet. Es gibt das erste Newton Gesetzt, welches besagt das ein Körper solange in Ruhe oder konstanter Bewegung bleibt, bis von außen eine Kraft auf ihn wirkt. Das beschreibt die Trägheitskraft, welche immer versucht den Körper in seiner ursprünglichen Bewegung/Ruhe zu halten und deswegen entgegen der Bewegungsrichtung wirkt. Schau dir noch mal die Zeichnung zu m1 an da habe ich ja die Bewegungsrichtung eingezeichnet mit dem Pfeil nach rechts, deswegen wird die Trägheitskraft in die andere Richtung eingezeichnet. Auf der Schiefen Ebene gilt das gleiche. Soll ich zum besseren Verständnis eine neue Zeichnung für m2 machen?
Ja die Normalkraft ist in diesem Fall eine anti-parallel, bedenke aber das die Normalkraft immer senkrecht zur Berührungsfläche von Körper ist, das heißt bei der schiefen Ebene muss sie so eingezeichnet werden wie in meiner Zeichnung bei a).
  ─   gordonshumway 17.11.2021 um 20:26

Yuhuu :)

ii) Und die Trägheitskraft ist äquivalent zu der Kraft die ein Körper in die Bewegungsrichtung verspürt?
Vielleicht sogar vergleichbar mit der Gewichtskraft zur \(m_1\) und der Normalkraft, da diese sich ausgleichen und die Normalkraft auch eine "Scheinkraft" ist?
Gilt es allgemein, dass Seilkraft + Trägheitskraft = Hangabtriebskraft ist?
  ─   kowawo 17.11.2021 um 21:22

Zu ii) in Bezug auf die Summe aller Kräfte, die auf den Körper wirkt und halt entgegen der Bewegungsrichtung. Die Normalkraft ist keine Scheinkraft, die Normalkraft gilt wegen dem 3. Newton Gesetzt zu jeder Kraft gibt es auch eine gleich große gegen Kraft. Würde jetzt an der Kiste noch eine kleine Kraft nach oben wirken währe Fn nicht mehr gleich der Gewichtskraft, sondern die Differenz von der Gewichtskraft und der kleinen Kraft.
Zum Thema Scheinkraft, Stell dir das bitte so vor wenn du in einem Linienbus unterwegs bist und dieser plötzlich stark bremst, merkst du ja wie dein Körper nach vorne geschleudert wird, das ist die Trägheitskraft. Eine Person die jetzt nicht in dem Bus ist und die Situation von außen beobachtet sieht die Bremskraft des Busses, sprüht das nach vorne geschleuderte werden nicht, des wegen nennt man solche Kräfte Scheinkräfte. Das gleich ist bei einem Karussell welches sich schnell dreht, die Person in dem Karussell spürt die Zentrifugalkraft, die Person außerhalb nicht.
Zu deiner letzten Frage leider nein es müssen immer alle Kräfte die in die Bewegungsrichtung eine Wirkung haben mit einbezogen werden. Wenn bei der m2 an der Schräge eine Reibkraft wirken würde, müsste diese in die Gleichung auch noch mit rein, diese wurde auch entgegengesetzt der Bewegungsrichtung wirken, als die Ebene hinauf.
  ─   gordonshumway 17.11.2021 um 21:59

Erster Absatz: Klar, absoluter Denkfehler meinerseits!

Zweiter Absatz: Also das ruhende Inertialsystem und das mit bewegtes Inertialsystem, richtig? Und weil der Klotz sich nach vorne beschleunigt "drückt" es ihn nach hinten, wie ein Autofahrer, welcher Gas gibt.

Dritter Absatz: Wieder ein Denkfehler meinerseits. Das 3. Newton Gesetz gilt auch hier, und da hier nur die Seilkraft + Trägheitskraft in die eine Richtung geht muss diese gleich der Hangabtriebskraft sein. Ansonsten wäre es, wie du es schon beschrieben hast, Seilkraft + Trägheitskraft + Reibungskraft = Hangabtriebskraft.
  ─   kowawo 17.11.2021 um 22:07

Super 👍 jetzt hast du es verstanden.   ─   gordonshumway 18.11.2021 um 07:09

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