einfache physikaufgabe (?)

Von: , Frage gestellt am Mi, 19. Mai 2004

Hallo liebe Physikfreunde!

Neulich im Physikunterricht (11. Klasse) ging es
um eine Aufgabe, die mir einfach erschien, wo ich allerdings
auf ein komplett anderes ergebnis komme als mein Lehrer.

Ich kenne leider die komplette Aufgabe nicht mehr, kann aber kurz
die Lösungswege von meinem Lehrer und mir skizzieren:

Es geht um ein Aufzugsystem, bei dem eine kabine (eigenewicht m1) mit
einer last (m2) über eine reibungsfreie rolle und einem seil mit
einem gegengewicht der masse m3 (m3 < (m1 + m2)) verbunden ist.
Kein Problem die Beschleunigung des gesamten systems zu berechnen, ABER
dann die Frage wie groß die "Seilkraft" (ich denke, damit soll die
Zugkraft, die insgeamt auf das Seil wirkt gemeint sein) ist.
Mein Ansatz war, dass ich einfach die gewichtskräfte der drei massen
addiere, mein lehrer allerdings sagte, man müsse die beschleunigungskraft,
die ja auch noch entstünde (??) dazu rechnen.
Die Beschleunigungskraft ist doch nur eine Folge, oder eher gesagt die Summe (oder rechnerisch die Differenz), der Gewichtskräfte!?

Hmm, da ich wirklich nicht sehe, wo der Grund sein sollte die ursprüng-
lichen UND die resultierenden Kräfte alle zusammen in die Seil- (oder
Spann-)Kraft einzuberechnen wäre ich auf Ihre Meinungen dazu sehr gespannt.

Noch ein schneller gedanke, der gegen die meinung meines lehrers zu
sprechen scheint:
Da die Beschleunigungskraft ja auf das gesamte seil wirkt, entsteht ja
gar keine zusätzliche spannung des seils!

Oder wollte er nur, dass wir alle kräfte, die auf das seil wirken zusammenrechnen??

Tja, für antworten wäre ich dankbar!


Grüße Roman

3 Antworten zu dieser Frage

  1. Antwort von nach 37 Minuten 0 hilfreich
    Re: einfache physikaufgabe (?)

    Hallo Roman,

    angenommen, die Kabine ist über eine Federwaage am Seil aufgehängt, und das Gegengewicht mit einem Seil am Erdboden angehängt. Das Gegengewicht ist leichter als die Kabine. Nehmen wir mal an, das Gegengewicht ist viel leichter als die Kabine.
    Wenn ich nun das Gegengewicht unten losbinde, dann merkt das doch die Federwaage! Wenn ich gar oberhalb des Gegengewichtes das Zugseil durchschneide (d.h. Gegengewicht geht gegen Null), dann schnurrt die Federwaage auf Null zusammen.

    Mit herzlichem Gruß,

    Wolfgang Berger

  2. Antwort von nach 52 Minuten 0 hilfreich
    Re: einfache physikaufgabe (?)

    Hi,
    wenn die Kraft die das System bewegt von dem Aufzug ausgeht so muss das Seil diese Kraft uebermitteln.
    Stell dir vor das Seil waere gerade so duenn dass im Ruhezustand das Gewicht aushaelt. Dann ruckst du an einem Ende (d.h. du beschleunigst es) und was passiert?
    Gruesse,
    Moritz

  3. Antwort von nach 10 Stunden 1 hilfreich
    Re: einfache physikaufgabe (?)

    Am besten ist es, wenn Du Dich einfach an die Newtonschen Axiome hälst. Nach dem zweiten Axiom ist die auf einen Körper wirkende Kraft gleich der Ableitung seines Impules nach der Zeit. Bei konstanter Masse bedeutet das F=m·a. Für die Kabine gilt dann

    F1+2 = (m1+m2)·a1+2

    und für das Gegengewicht

    F3 = m3·a3

    Da steckt die Beschleunigung also schon drin. Diese Kräfte setzen sich nun aus den Gewichtskräften

    G1+2 = -(m1+m2)·g

    und

    G3 = -m3·g

    sowie der Spannung S des Seils zusammen. Wenn man nun noch berücksichtigt, daß Kabine und Gegengewicht sich mit derselben Geschwindgkeit, aber in entgegengesetzte Richtungen bewegen (daraus folgt a=a1+2=-a3), dann führt das zum Gleichungssystem.

    (m1+m2)·a = S - (m1+m2)·g
    -m3·a3 = S - m3·g

    dessen Lösung sowohl die Spannung S des Seils, als auch die Beschleunigung a der Kabine liefert.

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