Wie Kraft in Physik berechnen?
Hallo, wir haben heute Hausaufgaben in Physik aufbekommen, die ich absolut nicht verstehe.. Mein Lehrer kann 0 erklären, keiner meiner Mitschüler versteht auch nur ansatzweise was und mein Bruder kann die ganz Woche nicht heim kommen, um mir zu helfen. Deswegen bitte ich irgendjemanden mir evtl. die Lösung der Aufgabe zu geben oder sie mir zu erklären. Vielen dank!
Ein Pkw (1000kg) fährt bergan auf einer Straße mit dem Steigungswinkel alpha = 10 Grad. Berechnen Sie (ohne Berücksichtigung von Reibungskräften ) die Kraft, die der Motor erzeugt, wenn das Auto bergan fährt.
4 Antworten
Habt ihr schon Kräftediagramme gezeichnet?
Und habt ihr Trigonometrie gehabt (Sinus usw.)?
Ohne das geht es nicht.
Lass dir das von jemandem zeigen.
Das Auto muss nur die Hang-Abtriebskraft Fh aufbringen (kompensieren, ausgleichen).
Siehe Bild.
Wenn das Auto nicht schneller und nicht langsamer wird und auch keine Kurve fährt, wirkt (nach Newton) effektiv keine Kraft darauf.
D. h., die Kraft, die die Reifen auf die Straße übertragen, und die Kraft durch die Erdanziehung heben sich genau auf. (Außer den Reifen gibt es ja nichts, was Kräfte vom Auto nach außen übertragen kann. Die Auspuffgase vernachlässigen wir mal.)
Der Motor muss nur den Teil der Kraft aufbringen, der parallel zur Straße ist. Den Teil rechtwinklig/orthogonal/senkrecht zur Straße halten Reifendruck, Radlager und Federung.
Das ist dieselbe Kraft, die auch die Handbremse aufbringen müsste, wenn sie das Auto an Ort und Stelle halten müsste. (Siehe obige Überlegung zur verschwindenden effektiven Kraft.)
Zur Zerlegung der Gewichtskraft in ihre Anteile parallel und orthogonal zur Straße siehe Kräfteparallelogramm - ich empfehle z. B. folgende Google-Funde zum Stichwort:
http://www.leifiphysik.de/mechanik/kraefteaddition-und-zerlegung
http://www.frustfrei-lernen.de/mechanik/kraefte-zerlegen-resultierende-kraft.html
Suche dort nach "Zerlegung"
Wieso Kolbenklemmer?
Der Motor muss Leistung bringen, wenn das Fahrzeug sich bewegt: P = F * v
Hab mir schon gedacht, dass wir dasselbe meinen, aber aneinander vorbeigeredet haben.
Na da machst du erstmal eine Skizze und dann eine Kräftezerlegung der Gewichtskraft in Nortmalkraft und Hangabtriebskraft. Die Hangabtriebskraft muss der Motor überwinden, also kann man setzen Motorkraft Fm = Hangabtriebskraft Fa.
Ich gehe davon aus, es ist die Gewichtskraftkomponente der Gewichtskraft parallel zur Straße gemeint. Hierbei zerlägst du die senkrecht nach unten gerichtete Gewichtskraft (in Vektorschreibweise vorzugsweise) in die zum Hang parallele Komponente und in die zum Hang orthogonale, die dich aber nicht interessieren muss.
Nur die zum Hang parallele (die nach hinten gerichtete also) ist für die Aufgabe interessant. Du erhälst sie durch den Winkel und m*g, aber wie, schaffst du alleine oder?
Kolbenklemmer?
Die Strasse ist ja 10° geneigt gegenüber der Horizontalen.
Damit keine (resultierende) Kraft wirkt, muss der Motor eben genau gegen den Hangabtrieb wirken.