Physik - Zugspannung
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Hallo,
Eine Kiste mit m1 = 3,7 kg hängt an einem Seil auf einer reibugsfreien schiefen Ebene, die einen Winkel von 30° zur Horizontalen bildet. Das Seil führt über eine masselose, reibugsfreie Rolle zu einer zweiten senkrecht hängenden Kiste mit m2 = 2,3 kg. Wie lauten
a) der Betrag der Beschleunigung eines jeden Blocks sowie
b) die Richtung der Beschleunigung des hängenden Blocks?
c) Wie groß ist die Zugspannung?Ich habe schon a) und b) gelöst. Unser Lehrer meinte ich muss c) auch lösen können. Er will mir aber keinen tip geben und ich muss das vortragen.
Da m1 an einem Hang, zieht nur die Hangabtriebskraft an dem Seil.
Die ist bei einem winkel alpha von 30° .
FH = 37N * sin(30) = 18,5N.
Da m2 frei hängt zieht es mit voller Kraft, also 23N am Seil.Hab mir gedacht dass die Zugspannung einfach 18,5N / 23N = 0.8 ist.
Stimmt das ? wenn nein, was muss ich machen?mfg
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die zugspannung, so wie ich sie aus der technischen mechanik her kenne, kannst du so gar nich ausrechnen (das ist kraft pro flächeneinheit bei einer zugbelastung.), da dir die für die berechnung in einem als homogen angesehenen seils und ohne sonstige probleme, wie der biegung über der umlenkrolle, der flächenquerschnitt des seils fehlt. ohne den querschnitt kann man das nicht berechnen.
(wikihinweis zur zugspannung: http://de.wikipedia.org/wiki/Spannung_(Mechanik) )was aber sein könnte, ist, dass dein lehrer nur nicht ganz genau weiß, was sie eigentlich haben wollte und die seilkraft meinte.
ansonsten: :xmas2:
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Whtthfck? schrieb:
Hallo,
Eine Kiste mit m1 = 3,7 kg hängt an einem Seil auf einer reibugsfreien schiefen Ebene, die einen Winkel von 30° zur Horizontalen bildet. Das Seil führt über eine masselose, reibugsfreie Rolle zu einer zweiten senkrecht hängenden Kiste mit m2 = 2,3 kg. Wie lauten
a) der Betrag der Beschleunigung eines jeden Blocks sowie
b) die Richtung der Beschleunigung des hängenden Blocks?
c) Wie groß ist die Zugspannung?Ich habe schon a) und b) gelöst. Unser Lehrer meinte ich muss c) auch lösen können. Er will mir aber keinen tip geben und ich muss das vortragen.
Da m1 an einem Hang, zieht nur die Hangabtriebskraft an dem Seil.
Die ist bei einem winkel alpha von 30° .
FH = 37N * sin(30) = 18,5N.
Da m2 frei hängt zieht es mit voller Kraft, also 23N am Seil.(1) Hab mir gedacht dass die Zugspannung einfach 18,5N / 23N = 0.8 ist.
(2) Stimmt das ? wenn nein, was muss ich machen?mfg
zu (2) nein!
zu (1) guck dir mal das Ergebnis an: 0.8 kann das eine Kraft sein?
Verfolge den KraftVerlauf vom Zieher bis zu Kiste, dann solltest du es "sehen" können.
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was soll er am kraftverlauf denn erkennen können, außer dass sich an der rolle die richtung ändert?
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Aha! Sonst nix! Naja... SONST eben nix!
Die ZugKraft ist gleich der Gewichstkraft der Kiste sowie der Kraft die die Beschleunigung verursacht.
Fz = Fg + Fa
Fg war leicht ersichtlich, Fa hast schon ausgerechnet.
Ich verstehe dass der Lehrer keinen Tip geben wollte (addiere Fa und Fg:)
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Danke erstmal für die antworten.
Fz = Fg + Fa
= 23N + (- 4.5N)
= 18.5 NStimmt das so jetzt?
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ehm nö ... konsequent das minus-zeichen benutzt
straight aber falsch!Man muss ja die Kiste nicht "leichter" ziehen weil sie nach oben beschleunigt.
Man muß diese Beschleunigungskraft zusätzlich aufbringen.Der Betrag von Fz muss gleich dem Betrag von Fa und Fg sein.
Formelmäßig weiß ich nicht wie die Minus-Zeichen anzubringen sind.Fz= Fg + - Fa in diesem Fall. Mit den Minus-Zeichen will ich nichts Allgemeinverbindliches sagen.
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Ich hätte als Physiker die Kräfte, die auf beide Enden des Seils wirken einfach zusammeaddiert um die Gesamtkraft zu erhalten die auf das Seil wirkt (allerdings ist Mechanik schon paar Semester her). Also 23N + 18.5 N = 41.5 N
Die Fz nach gorgoyles Formel ist doch wieder nichts anderes als die Zugkraft der Kiste am Hang.
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Ich habe genau das gleiche Beispiel heute auch gemacht, mich dann im Internet schlau gemacht, und dort steht dass man den Mittelwert der beiden addierten Kräfte nimmt, sprich ist die Zugspannung Fz = Fg + Fa * 0,5 und folglich ergibt das bei diesem Beispiel 23 + 18,5 = 41,5 und davon noch die Hälfte da es zwei Seile sind und wir den Mittelwert bilden sprich 20,75N. Hab die Lösungen von dem Ergebnis und das stimmt als Lösung.
Erklären kann man das einfach so: Wenn wir ein System haben, an welchem zwei Kräfte in entgegengesetzter Richtung wirken, dann ist die Zugspannung in einer der Richtungen gemessen, so wie wenn die zweite Kiste fix montiert wäre und nur an einem Ende gezogen wird.
Sprich die Zugspannung ist eigentlich die Kraft, welche ein Seil gezogen wird, welches fix montiert wird.
Hoffe ihr könnt es nachvollziehen, ist schwer zu erklären...