Kraft im Faden

Wissenschaft Physik
#1

Sehr geehrte Damen und Herren,

folgende Aufgabe ist gegeben:
http://www.bilder-hochladen.net/files/gmrn-1-jpg-nb…

Um die Gesamtkraft die auf den Faden einwirkt heraus zu kriegen muss ich F = (Hangabtriebskraft von Wagen 1) + (m * a) . Meine Frage an dieser Stelle ist wieso rechne ich das so und kann bei der oben stehenden Aufgabe nicht einfach:
F = (Hangabtriebskraft von Wagen 1) + (Hangabtriebskraft von Wagen 2). Wieso geht das nicht?

Ich hoffe es ist verständlich wo mein Problem liegt :smile:
Ich bedanke mich im voraus recht herzlich fürs Lesen und Beantworten :smile:

Mit freundlichen Gruß
RoterDrache

#2

Hallo!

Stell dir vor, einer der Wagen sei kein Wagen sondern ein Baum, an dem der Faden angebunden wäre. Würde sich die Kraft im Faden dadurch ändern, und wenn ja, wie viel?

Ich hoffe, jetzt kommst du selber drauf.

Physik hat viel mit Denken zu tun.

Grüße

Andreas

#3

Hallo!

Beim Fussball sagt man: „Man kann nur so gut sein, wie es der Gegner zulässt.“
Wie kannst du das auf das Problem hier übertragen?

Anderes Beispiel, das es vielleicht deutlicher macht:
Angenommen, du machst mit deinem jüngeren Bruder (falls vorhanden) Tauziehen. Ihr habt vorher mit einem Kraftmesser, der an der Wand befestigt ist, nachgemessen: du kannst mit maximal 150 N ziehen, er nur mit 100 N.
Welche Kraft wirkt maximal auf das Seil? 250 N, 200 N, 150 N oder 100 N?
Bevor du dich für eine Antwort entscheidest, überlege mal was mit deinem kleinen Bruder passiert, wenn die Kraft im Seil 100 N übersteigt.

Liebe Grüße,

Thomas.

#4

Sehr geehrter Herr RoterDrache,

wer hat denn diese „Aufgabe“ zusammengeschustert?
Eine Geschwindigkeitsangabe mit der Dimension [m/s2], das ist schon innovativ und auch die Rechtschreibung ist ihrer Zeit voraus.

Grüße

watergolf

#5

Guten Tag,

Leider habe ich das immer noch nicht ganze verstanden wieso ich ncht mit beidnen han gabtriebskräften rechnen kann :frowning: Achja das eine ist ein Fehler es soll n icht Geschwindigkeit sondenr Beschleunigung heißen. Hat vll. noch jemand anderes Beispiel. Das wäre cool, danke alle die geantwortet haben :smile:

Lg

#6

Hallo!

Also nochmal zurück zu dem Beispiel mit dem Tauziehen mit deinem kleinen Bruder. Sobald die Kraft im Seil größer als 100 N wird, ziehst du ihn weg. Die Kraft im Seil kann nicht größer werden als das, was der Kleine entgegen halten kann. Und das sind nur 100 N.

Wenn jetzt 2 Hangabtriebskräfte gegeneinander wirken, dann ist das wie beim Tauziehen. Klar jetzt?

Liebe Grüße,

Thomas.

#7

Hallo,

Achja das eine ist ein Fehler es soll n icht Geschwindigkeit
sondenr Beschleunigung heißen.

nach dem dies geklärt ist, ist die Lösung auch nicht weit.
Die Haltekraft im Seil F2 ist F2=m*g*sin(40).(in Ruhe)
Die Beschleunigungskraft für m=30kg und a=1,475m/s^2, also m*a ist
F2a=30*1,475=44,3N
F2=30*9,81*sin(40)=189,17N
Die bewegte (hier beschleunigte) Masse muß also von der Haltekraft
F2a zugewiesen bekommen.Das Seil wird dann genau um diese Kraft
entlastet.
Die Seilkraft Fs beträgt dann also FS=F2-F2a=144.8N

Achtung ! Dies alles unter Berücksichtigung der Vorgaben.
Ich habe hier nicht überprüft, wie die Beschleunigung 1,475m/s^2
in Richtung der schiefen 40 Grad-Ebene zustande kommt und ob
dies mit den andern Vorgaben (linke Seite) verträglich ist.
Aber Du kannst ja die „Probe“ machen.
Nach meinem kurzen „Überschlag“ scheint es zu passen.
Gruß VIKTOR

#8

Guten Tag,

danke an alle jetzt habe ich es verstanden, wenn ich beide Hangabtriebsdlkräfte addeieren würde, dann hätte ich das Seil damit nicht entlastet sondern es zusätzlich erschwert. Dabei wird es durch die Kraft des zweiten Wagens im Grunde genommen entlastet ich kann also nicht mehr Kraft raus bekommen als bereits drin ist. Daher der Spruch man ist nur so stark wie das schwächste glied in der Kette. Schließelich ist Wagen eins bis zur Spitze der hangabtriebskraft ausgeliefert. Wärhend Wagen nummer zwei eine Beschleunigungslraft wieder fährt. Danke nochmal an alle die mir geholfen haben, tausend dank.

MfG RoterDrache

#9

Hallo,

danke an alle jetzt habe ich es verstanden,

wirklich ?

Schließelich ist Wagen eins
bis zur Spitze der hangabtriebskraft ausgeliefert. Wärhend
Wagen nummer zwei eine Beschleunigungslraft wieder fährt.

Beide Wagen werden durch das Seil „bergauf“ gezogen, mit der gleichen
Seilkraft.
Die Hangabtriebskräfte wirken dem jeweils entgegen.
Die Summe beider Kräfte (Hangabtriebskraft+Seilkraft unter
Berücksichtigung der Vorzeichen)bewirken für Wagen 1 und für Wagen 2
jeweils die gleiche Beschleunigung (dies wäre hier der rechnerische
Ansatz wenn die Beschleunigung nicht schon vorgegeben wäre)für Wagen 1
eben bergauf und für Wagen 2 bergab.

Gruß VIKTOR

#10

Hallo,

bereits drin ist. Daher der Spruch man ist nur so stark wie
das schwächste glied in der Kette. Schließelich ist Wagen eins
bis zur Spitze der hangabtriebskraft ausgeliefert. Wärhend
Wagen nummer zwei eine Beschleunigungslraft wieder fährt.

Ich sehe, daß du das noch nicht ganz verstanden hast. Auch der Wagen 2 unterliegt einer Hangabtriebskraft.
Beide Wagen erfahren eine Beschleunigung in Fahrtrichtung.

Wenn du Dir nicht eine Skizze machst, die Körper freischneidest und dann alle an den Körpern angreifenden Kräfte einzeichnest, wirst Du das IMHO nie richtig verstehen.
Du erkennst sonst die Systematik nicht.

Gruß:
Manni
http://www.pic-upload.de/view-7814525/Save0139.jpg.html

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#11

Hallo,

dass du die schon lange nicht mehr gebräuchliche Einheit „kp“ wieder einführst, ist nicht nötig und nur verwirrend.

Gruß
Pontius

#12

Hallo,

danke an alle jetzt habe ich es verstanden, wenn ich beide
Hangabtriebsdlkräfte addeieren würde, dann hätte ich das Seil
damit nicht entlastet sondern es zusätzlich erschwert.

ich glaube ich muß mich hier nochmals einmischen, da da einiges aufgeplustert wird, was so nicht nötig ist.
Dein ursprüngliches Vorgehen (in der Frage):
F = (Hangabtriebskraft von Wagen 1) + (Hangabtriebskraft von Wagen 2). Wieso geht das nicht?
ist garnicht so verkehrt - nur unvollständig.
Und da in Deiner Aufgabe unnötigerweise die Beschleunigung angegeben wurde obwohl nur die Seilkraft gesucht, bin ich darauf eingegangen.
Doch nun die exakte mathematische Vorgehensweise - dies wird Dir
für die Zukunft am meisten bringen.

H1 linke Hangabtriebskraft
H2 rechte Hangabtriebskraft
m = Masse =30kg
a= Beschleunigung beider Massen in ihren Ebenen.(unbekannt !)
S= Seilzugkraft (gesucht)
H1 und H2 sind bekannt, durch die bekannten Formeln ermittelt.
H1=189,2N H2=100,7N

Damit kannst Du Dir vorstellen - durch die Seilkopplung - das
beide Massen in einer Ebene liegen, auf einer reibungslosen Fläche.

Die Gleichgewichtsformel:frowning:negativ Vorzeichen = Kraft nach links)

(S-H1)/(m*a)=(H2-S)/(m*a)
Wie Du sieht, braucht es die Beschleunigung garnicht, um die Seilkraft
zu ermitteln, denn (m*a) kürzen sich raus.
Die Formelumstellung ergibt
S=(H1+H2)/2=144,95N also Deine Addition der Hangabtriebskräfte war
nur ein erster Schritt - dann kam der „Schlauch“ (auf dem Du standst)
Die Beschleunigung errechnet sich dann aus
a=F/m
also
a=(S-H1)/m oder a=(H2-S)/m
beides ergibt die Vorgabe a=1,475m/s^2
Gruß VIKTOR

#13

Moin

dass du die schon lange nicht mehr gebräuchliche Einheit „kp“
wieder einführst, ist nicht nötig und nur verwirrend.

Ich lese als Lösung 145N.
Eine Skizze sagt außerdem mehr als 1000 Worte. Und er war der Einzige, der es per Skizze
veranschaulichte. Dafür einen*.

Grüße

roysy

#14

Moin

dass du die schon lange nicht mehr gebräuchliche Einheit „kp“
wieder einführst, ist nicht nötig und nur verwirrend.

Ich lese als Lösung 145N.

Ja, genau. Das ist ja das Erstaunliche: Es wird mit „kp“ gerechnet und als Ergebnis erhalte ich „N“. Derjenige, der noch niemals was von „Pond“ gehört hat, geschweige denn mit dieser Einheit gerechnet - und davon gehe ich mal bei dem Fragesteller aus - wird das nicht verstehen.
Und zur Nachahmung kann das garantiert nicht empfohlen werden.
So schön die Skizze auch ist, die Experten sollten den Fragestellern nichts Falsches beibringen.

Gruß
Pontius

#15

Hallo,

Eine Skizze sagt außerdem mehr als 1000 Worte.

das ist im Prinzip richtig - nur
Es existiert schon eine Skizze vom Fragesteller.
Der Fragesteller hat keine Probleme die Hangabtriebskräfte zu
ermitteln,er hat sie schon, da braucht er keine Hilfestellung.
Die nachgereichte Skizze veranschaulicht aber genau dies - mehr nicht.
Die Berechnung aus den Vorgaben lag schon vor und wurde später
auch ergänzt durch eine einfache Berechnung ohne die
unnötige Vorgabe der Beschleunigung.

Ich möchte hiermit nur sagen, daß weniger manchmal mehr ist -
also sich auf das Notwendige beschränken und weiter denken.
Gruß VIKTOR