Dynamik (Masse und Kraft) - Bewegung mit Reibung

DanyR · Anmeldungsdatum: 14.12.2009 Beiträge: 5 Wohnort: Weinheim

Hallo Leute,
Ich habe gerade eine Physikarbeit geschrieben, die auch sehr positiv ausgefallen ist... allerdings weiß ich nicht, was bei der Zusatz-/Transferaufgabe zu tun ist. Da fehlt mir das physikalische Verständnis und ich finde keinen Ansatz...
Hier ist die Aufgabe:

Wie groß muß die Gewichtskraft F in N sein, damit die Masse m = 100 kg zu gleiten beginnt, wenn die Haftreibungszahl fh=0,2 und der Winkel = 30° ist?
Hinweis: Eine Komponente von F hebt die Masse ein wenig,
die andere zieht in waagrechter Richtung.

Natürlich gehört zu dieser Aufgabe auch eine Abbildung dazu
Hier ein Link (Aufgabe 4): http://www-ik.fzk.de/lava/phos/phosmedyrb.pdf

Und hier ist mein Ansatz...
GESUCHT: F
GEGEBEN: m = 100KG
fh = 0,2
alpha = 30°

F[Haftreibung] = fg*m*cos30°*g = 169,91N
Hilft aber wahrscheinlich auch nicht sehr viel weiter... vielleicht
muss man ja auch erst die resultierende des Winkels ausrechnen...

*HELP*
Wäre für jede Überlegung dankbar...

Gruß,
Daniel aus Weinheim

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Entweder solltest du einen gültigen Link zur der Abbildung der Aufgaben hier einstellen oder du beschreibst die Aufgabe etwas besser. Bisher ist es nicht wirklich klar, um was genau geht.

DanyR · Anmeldungsdatum: 14.12.2009 Beiträge: 5 Wohnort: Weinheim

Ja, sorry... hab den link schon behoben

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Wunderbar

Dein Ansatz ist (leider) nicht richtig.

Also wie schon im Tipp angedeutet, erzeugt die Last eine Kraft F, die du in zwei Komponenten zerlegen musst. Die eine, wird die Masse nach rechts beschleunigen (sofern sie größer als die Haftreibung ist), die andere habt die Masse nach oben an und verringert, damit die Normalkraft auf die Masse.

Was muss gelten, damit die Masse gerade zu gleiten beginnt ?
Wie berechnet man in dieser Aufgabe die Haftreibungskraft ?

DanyR · Anmeldungsdatum: 14.12.2009 Beiträge: 5 Wohnort: Weinheim

hmm...

Ich hab da einfach mal was probiert:

F1 = m*fH*g = 196,2N
F2 = m*fH*g*cos30° = 169,9N

F Res. = F1 + F2 = 365,2N ?
oder
F Res. = F2 : sin30° =330N

FG = F Res

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Wenn du nicht beschreibst, was du berechnest bzw. "probierst", dann kann man deine Rechnung nicht nachvollziehen, erst recht nicht, wenn du irgendwelche Kräfte einführst (F Res, F1, F2) ohne zu erwähnen, welche sie eigentlich sind.

Dennoch kann ich dir sagen, dass deine Rechnung bzw. die Idee dahinter falsch ist.

Es gibt nun zwei Möglichkeiten:

1. Du beantwortest die Fragen, die ich dir gestellt habe und dich auf die Lösung führen sollen, und versucht damit selber auf die Lösung zu kommen.

2. Ich gebe dir die Lösung und du kannst anschließend selber darauf kommen, warum die Lösung so aussieht.

Du hast die Wahl.

DanyR · Anmeldungsdatum: 14.12.2009 Beiträge: 5 Wohnort: Weinheim

Die erste Methode hätte natürlich ein besseren Lerneffekt, hab aber in solchen fällen meist das Lösung-guck-nachvollzieh Prinzip angewandt Big Laugh

Für die Lösung wär ich sehr dankbar!

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Nun gut.

Die Haftreibungskraft ist die Normalkraft, in unserem Fall Gewichtskraft der Masse m minus vertikale Komponente von F, mal Haftreibungskoeffizient:

Wenn nun die horizontale Komponente von F größer ist, als die Haftreibungskraft, dann beginnt die Masse m zu gleiten. Der Grenzfall ist also:

Das liefert als nötige Gewichtskraft der Last F:

DanyR · Anmeldungsdatum: 14.12.2009 Beiträge: 5 Wohnort: Weinheim

Habe zwar etwas länger gebraucht bis ich alles nachvollziehen konnte,
trotzdem wirklich super gut erklärt!
Danke!