Kräfte auf eine Aufhängung

Wissenschaft Physik
#1

Guten Tag,
wir zerbrechen uns gerade den Kopf über folgende Situation:
An einer Halterung (Nagel oder was auch immer) hängt ein Gewicht. Sagen wir die Gewichtskraft beträgt 10N, also muss der Nagel ja mindestens diese 10N halten. Doch welche Kraft muss der Nagel aushalten, wenn ich das Gewicht mit einem Faden über den Nagel lege und das Ende des Fadens festhalte?! Sind das dann 20N weil ich durch das festhalten weitere 10N in die selbe Richtung ausübe?
Was uns so ins grübeln brachte, dass man anscheind einen „stärkeren“ Nagel benötigt, wenn man das Gewicht zusätzlich festhält.

Ich hoffe es ist alles verständlich formuliert… ich bin noch immer etwas durcheinander :wink:

Viele Grüße,
Gero

#2

Moin,
das kommt drauf an, was du mit festhalten meinst. Kräfte sind ja bekanntlich Vektoren, also sie haben einen Betrag (10N) und eine Richtung. Daher musst du dir überlegen, in welche Richtung deine Kraft des ‚Festhaltens‘ wirkt.

MfG

#3

Hallo,

Doch welche Kraft
muss der Nagel aushalten, wenn ich das Gewicht mit einem Faden
über den Nagel lege und das Ende des Fadens festhalte?! Sind
das dann 20N weil ich durch das festhalten weitere 10N in die
selbe Richtung ausübe?

Stell Dir vor, der Faden liefe statt über den Nagel über eine kleine Umlenkrolle. Du hältst den Faden fest.
Dann zieht auf der einen Seite das Gewicht, und auf der anderen Seite Deine Hand.
Der Nagel wird dann von 2 Kräften belastet und muß 20 N aushalten.

Gruß:
Manni

#4

Hallo Gero, um es eindeutig zu machen, hänge statt der Hand das gleiche Gewicht an das freie, andere Ende. Gruß, eck.

#5

Hallo,

das ist schon richtig überlegt, wenn man mal Reibungskräfte beim Umlenken außer acht lässt, werden 20 N auf den Nagel wirken.

Dieses Prinzip macht man sich, dann natürlich bevorzugt MIT Umlenkrollen, ja bei Flaschenzügen zunutze, um aus 10 Newton 20, 40, 80 oder noch mehr Newton zu machen.

Gruß
smalbop

smalbop

#6

Guten Tag,
wir zerbrechen uns gerade den Kopf über folgende Situation:
An einer Halterung (Nagel oder was auch immer) hängt ein
Gewicht. Sagen wir die Gewichtskraft beträgt 10N, also muss
der Nagel ja mindestens diese 10N halten. Doch welche Kraft
muss der Nagel aushalten, wenn ich das Gewicht mit einem Faden
über den Nagel lege und das Ende des Fadens festhalte?! Sind
das dann 20N weil ich durch das festhalten weitere 10N in die
selbe Richtung ausübe?
Was uns so ins grübeln brachte, dass man anscheind einen
„stärkeren“ Nagel benötigt, wenn man das Gewicht zusätzlich
festhält.

Hallo Gero,

durch die Umlenkung findet keine Verdoppelung der Kräfte auf den Nagel statt. Auf den Nagel wirken weiterhin 10 N vertikal, und wenn Du das Seil unter einem Winkel nach unten ziehst, dann wirkt zusätzlich noch eine Horizontalkraft auf den Nagel, die umso größer ist je größer der Winkel. Wenn Du ein Kräftedreieck zeichnest, dann wird die Seilkraft aufgespalten in eine Vertikale ( 10 N) und einer Horizontalen. Nie und nimmer aber wirken 20 N vetikal!

Wolfgang D.

#7

Hallo Wolfgang,

Sind
das dann 20N weil ich durch das festhalten weitere 10N in die
selbe Richtung ausübe?
Was uns so ins grübeln brachte, dass man anscheind einen
„stärkeren“ Nagel benötigt, wenn man das Gewicht zusätzlich
festhält.

Hallo Gero,

durch die Umlenkung findet keine Verdoppelung der Kräfte auf
den Nagel statt.

so richtig verstanden hast Du die Wirkung von Kräften (Statik !)
wohl nicht.

Auf den Nagel wirken weiterhin 10 N vertikal,

Es wurden hier richtige Antworten gegeben, Deine ist falsch,
wie auch das:

Nie und
nimmer aber wirken 20 N vetikal!

Kennst Du die Wirkungsweise eines Flaschenzuges?
Das gleiche Prinzip.
Im einfachsten Fall ziehe ich z.Bsp mit 10N und hebe 20N,vertikal.
Klickst jetzt bei Dir ?
Gruß VIKTOR

#8

Es wurden hier richtige Antworten gegeben, Deine ist falsch,
wie auch das:

Nie und
nimmer aber wirken 20 N vetikal!

Kennst Du die Wirkungsweise eines Flaschenzuges?
Das gleiche Prinzip.

Hallo Viktor,
da liegst Du leider daneben! Wenn Du den Nagel als Umlenkrolle ansiehst, dann hast Du eine einfache Maschine ohne Übersetzung vor Dir.

Im einfachsten Fall ziehe ich z.Bsp mit 10N und hebe
20N,vertikal.

Dieser Fall liegt aber hier nicht vor, eine Umlenkrolle allein lenkt nur die Kraftrichtung um ohne sie zu übersetzen. Also nichts mit wundersamer Kräftevermehrung!

Klickst jetzt bei Dir ?

Naja, vielleicht hast Du jetzt auch etwas gelernt!

Gruß

Wolfgang D.

#9

Hallo,
Mit welcher Kraft zieht das Gewicht am Faden?
Mit 10 N.
Mit welcher Kraft zieht der Finger am Faden?
Mit 10 N.
In welche Richtung ziehen die beiden Kräfte?
Beide nach unten.
Was bewirkt also, dass sich nichts bewegt?
Der Nagel gleicht beide Kräfte aus, indem er mit 20N nach oben zieht.

Du solltest Deine Behauptung nochmal überdenken.
Gruß
loderunner

#10

Hallo Wolfgang,

Es wurden hier richtige Antworten gegeben, Deine ist falsch,
wie auch das:

Nie und
nimmer aber wirken 20 N vetikal!

Kennst Du die Wirkungsweise eines Flaschenzuges?
Das gleiche Prinzip.

da liegst Du leider daneben! Wenn Du den Nagel als Umlenkrolle
ansiehst, dann hast Du eine einfache Maschine ohne Übersetzung
vor Dir.

ich kopier hier noch einmal die Frage, vielleicht hast Du sie nicht
verstanden.
…Doch welche Kraft muss der Nagel aushalten, wenn ich das Gewicht mit
…einem Faden über den Nagel lege und das Ende des Fadens festhalte?!

Im einfachsten Fall ziehe ich z.Bsp mit 10N und hebe
20N,vertikal.

Das macht der Nagel auch, wenn ich den Faden senkrecht nach unten
halte.Halte ich ihn waagerecht über den Nagel dann muß der Nagel
eine Kraft von 14,14N halten.
(Voraussetzung:Faden gleitet reibungsfrei über den Nagel)

Dieser Fall liegt aber hier nicht vor, eine Umlenkrolle allein
lenkt nur die Kraftrichtung um ohne sie zu übersetzen. Also
nichts mit wundersamer Kräftevermehrung!

Aber eine (keine wundersame)Kräfte-Addition.(geometrisch)

Naja, vielleicht hast Du jetzt auch etwas gelernt!

Ich weiß nicht, ob es Dir noch hilft.
Vielleicht klickst bei Dir wenn Du Dir einfach mal das Kräfte-
diagramm aufzeichnest(wenn Du sowas kannst)und den Faden mal in
verschiedene Richtungen (über den Nagel)festhältst.
Gruß VIKTOR

#11

Hallo Wolfgang,

Es wurden hier richtige Antworten gegeben, Deine ist falsch,
wie auch das:

Nie und
nimmer aber wirken 20 N vetikal!

Kennst Du die Wirkungsweise eines Flaschenzuges?
Das gleiche Prinzip.

da liegst Du leider daneben! Wenn Du den Nagel als Umlenkrolle
ansiehst, dann hast Du eine einfache Maschine ohne Übersetzung
vor Dir.

ich kopier hier noch einmal die Frage, vielleicht hast Du sie
nicht
verstanden.
…Doch welche Kraft muss der Nagel aushalten, wenn ich das
Gewicht mit
…einem Faden über den Nagel lege und das Ende des Fadens
festhalte?!

Im einfachsten Fall ziehe ich z.Bsp mit 10N und hebe
20N,vertikal.

Das macht der Nagel auch, wenn ich den Faden senkrecht nach
unten
halte.Halte ich ihn waagerecht über den Nagel dann muß der
Nagel
eine Kraft von 14,14N halten.
(Voraussetzung:Faden gleitet reibungsfrei über den Nagel)

Hallo Viktor,

trotz Deines herablasenden Tons antworte ich:

Was habe ich zu diesem obigem Punkt geschrieben:

Auf den Nagel wirken weiterhin 10 N vertikal, und wenn Du das Seil unter einem Winkel nach unten ziehst, dann wirkt zusätzlich noch eine Horizontalkraft auf den Nagel, die umso größer ist je größer der Winkel. Wenn Du ein Kräftedreieck zeichnest, dann wird die Seilkraft aufgespalten in eine Vertikale ( 10 N) und einer Horizontalen.

OK, Du hast die Resultierende aus Horizontal- und Vertikalkraft gleich ermittelt, nämlich die max. Kraft wenn der Faden waagrecht, d.h unter einem Winkel von 90°, gehalten wird. Wird der Winkel weiter vergrößert, wird die auf den Nagel wirkende Kraft wieder kleiner und bei 180° wird der Nagel ganz entlastet

Dieser Fall liegt aber hier nicht vor, eine Umlenkrolle allein
lenkt nur die Kraftrichtung um ohne sie zu übersetzen. Also
nichts mit wundersamer Kräftevermehrung!

Aber eine (keine wundersame)Kräfte-Addition.(geometrisch)

Aber nicht durch eine Flaschenzugübersetzung!

Naja, vielleicht hast Du jetzt auch etwas gelernt!

Ich weiß nicht, ob es Dir noch hilft.
Vielleicht klickst bei Dir wenn Du Dir einfach mal das Kräfte-
diagramm aufzeichnest
(wenn Du sowas kannst)

Ja, das kann ich!
Warum aber diese herablassende Überheblichkeit, Viktor?

Gruß

Wolfgang D.

und den Faden mal
in
verschiedene Richtungen (über den Nagel)festhältst.
Gruß VIKTOR

#12

Hallo Wolfgang,

Es wurden hier richtige Antworten gegeben, Deine ist falsch,
wie auch das:

Nie und
nimmer aber wirken 20 N vetikal!

nochmal der Fragesteller:
„…Faden über den Nagel lege und das Ende des Fadens festhalte?! Sind
das dann 20N weil ich durch das festhalten weitere 10N in die selbe
Richtung ausübe?“

In die selbe Richtung wie der hängende Faden mit Gewicht.
Er fragt auch, ob er einen stärkeren Nagel braucht.

Was habe ich zu diesem obigem Punkt geschrieben:
Auf den Nagel wirken weiterhin 10 N vertikal,

Entsprechend der Frage ist dies eben falsch.
Nur in einem einzigen Fall(der nicht gefragt)trifft dies zu, wenn
der Faden genau horizontal gehalten wird -dann erhält der Nagel
eine vertikale und horizontale Kraftkomponente von je 10N,
insgesamt aber 14,14N zugewiesen.(stärkerer Nagel!!)
.

Warum aber diese herablassende Überheblichkeit, Viktor?

Sorry, war eigentlich nicht beabsichtigt.
Durch Deine unrichtige Argumentation (an der Frage vorbei)auf deren
Richtigkeit Du beharrst,hast Du mir dies richtig aufgedrängt.
Dein „Nie und nimmer…“ hättest Du zurücknehmen müssen denn der
Fragesteller wurde dadurch falsch informiert.

Gruß VIKTOR