Aufgabe zur geneigten Ebene

Wissenschaft Physik
#1

Hallo liebe Physiker,

ich mache momentan einen kleinen Auffrischungskurs Mechanik und hänge an einer Aufgabe fest, deren Logik ich nicht verstehe. Vielleicht könnte ihr mir da ja weiterhelfen!

Hier die Fragestellung:
"Eine Straße steigt um 25° an (Alpha). Auf der schiefen Ebene steht ein Rollwagen (Reibung vernachlässigen) mit einer Masse von 600 kg.

a) Wie groß ist die Hangabtriebskraft FH?

b) Wie groß muss diese (sic!) Kraft mindestens sein, um den Rollwagen nicht herunterrollen zu lassen?"

a) Bereitet mir - denke ich - keine Probleme. Ich rechne:

FH = FG * sin (Alpha)
FH = 5886 N * sin (25°)
FH = 2487,53 N

Bei b) verstehe ich die Formulierung überhaupt nicht. In der zur Aufgabe gehörigen Formelsammlung liegt zwar eine dabei, mit der sich eine Gleichgewichtskraft F berechnen lässt, doch die ist hier nicht anwendbar. Sie lautet F = FG * (h/l). Höhe (h) und Lauflänge (l) der Ebene sind aber nicht bekannt lt. Text.
Es ist vor allem der Wortlaut „diese Kraft“ (also FH) und „mindestens“, den ich nicht verstehe. FH hat doch direkt gar nichts damit zu tun. Das ist doch der Vektor, der den Wagen die Ebene HINABzieht!

Fällt jemandem eine Lösung ein?

Ich bedanke mich schon einmal sehr!

#2

Die Formulierung von Aufgabe b verstehe ich auch nicht,es sei denn, zu der Aufgabe gehört noch eine Skizze, aber h/l ist der sin(alpha), egal, ob h und/oder l
bekannt sind, das Verhältnis bleibt.

#3

Hallo desertshield,

nö, fällt mir auch keine Interpretation ein. Sowas sind keine physikalischen Fragen sondern Gedankenlesen.

Nebenbei: Mit h/l in der von dir zitierten Formel ist offensichtlich gerade der sin(alpha) gemeint.

Noch nebenbeier: Ich kriege immer schlechte Laune, wenn ich was von einer Formelsammlung höre. Darin muss man suchen und beim Finden Glück haben. Ist es nicht viel einfacher, das Prinzip im kopf zu haben?

mfG roterstein

#4

Hi!

Naja, ich würde sagen die korrekte Antwort auf diese Frage ist: MINDESTENS Null, oder noch kleiner!!!
Denn wenn es weder Roll- noch Haftreibung gibt, verursacht jede Horizontalkomponente eine Bewegung, völlig unabhängig vom Gewicht oder der Neigung der Ebene.

Übrigens:

FG * (h/l) ==== FG * sin (Alpha)

Gruß
Steffen

#5

Ich werde als Antwort mal etwas in dieser Richtung formulieren auch wenn ich mich da ein wenig semantisch verrenken muss. Ich denke, dass hier beim Formulieren einfach was in die Hose gegangen ist. Merci!

#6

Da hast du recht. Ich arbeite gerade dran! :smile: Danke.

#7

Danke. Das mit dem sin (Alpha) und h/l schreib ich mir hinter die Ohren und vergess es bestimmt nicht mehr.

#8

Das denke ich auch, aber die typische Mechanik 1 Aufgabe wäre eben genau die Frage nach der nötigen Haftreibung um den Wagen/die Rolle im Gleichgewicht zu halten.

#9

Ich denke, man soll die Kraft ausrechnen, die benötigt wird, damit der Wagen sich nicht bewegt. Sprich wie schwer dieser sein müsste, damit die die Kraft FH Neutralisiert wird. Da du auf einer Ebenen bist, die Kraft aber immer Gerade (nach unten wirkt) muss diese größer als FH sein, nach meinem Verständnis um sin (25°) mehr. Aber du hast völlig recht, dass es total verwirrend beschrieben ist und man hier nur erraten kann, was der Fragesteller wohl meint.

#10

Also wenn null Grad horizontal ist, dann ist das null prozent Steigung oder Gefaelle,
und wenn 90 Grad dazu vertikal ist dann ist das 100 prozent und auch 100 prozent der Erdanziehungskraft, in deinem Fall 600 KG.
0.9 Grad ist dann 1 Prozent und 22,5 prozent entsprechen dann den 25 Grad deiner Neigung vom Erdmittelpunkt abweichend .
Somit ist auch die Massekraft die abwaertz die Ebene zieht 22,5 % des Gesamtgewichtes von 600 KG.
600 KG ist 100% und 1% ist 6 Kg , diese 6 Kg mal 22,5 sind 135 KG welche als Gegenkraft den Rollwagen am runterrollen aufhalten sollten .
Sollte ich damit nicht richtig sein, dann erklaer mir bitte warum.
[email protected]
Uwe Buehrle, Maricopa ,Arizona USA

#11

Nur ein Tip: der Ansatz über die Kraft ist richtig. Jetzt kommt es noch auf die trigonometrische Definition des sinus an. Die Kraft kommt dann negativ raus (Richtung).

#12

sorry, nicht mein Thema
Gruß N. Rengart

#13

Hallo desertshield,

m.E. fehlt da bei b) ein einleitender Satz, wie z.B. „Eine Zugmaschine zieht den Rollwagen mit einer Kraft FZ bergauf.“ Die Kraft (in entgegengesetzter Richtung) wurde aber schon unter a) berechnet. Insofern wäre die Frage ohne weiteres Rechnen zu beantworten.

Bezüglich der Gleichgewichtskraft: Die Formel führt eigentlich zum gleichen Ergebnis, wie die Formel für die Hangabtriebskraft, da die Höhe geteilt durch die Länge der Ebene den sin(alpha) ergibt.

Gruß
RudiRichtigRatlos

#14

Ich denke, mit dem Wort „diese“ ist die Reibungskraft gemeint. Sonst verstehe ich die Aufgabe auch nicht.

#15

Verstehe die Frage B auch nicht und kann somit leider auch nicht helfen.