Schiefe Ebene - Eisenbahnwaggon-

Wissenschaft Physik
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Moin,

mein Schwager und ich (beide Pensionäre) versuchen uns hin und wieder an kleineren Physikaufgaben, um nicht alles zu vergessen.
Aus seiner früheren Tätigkeit im Güterverkehr der DB hat er noch eine Aufgabe, die uns Schwierigkeiten macht.
Da es sich nicht um Hausaufgaben handelt, bitte ich um Aufzeigen des Rechenweges mit konkreten Formeln und Zahlen.
Allgemeine Hinweise, wie z.B. F=m*a etc. helfen uns nicht weiter.

Ein Güterwagen von 9 Mp Gewicht kommt am Fuße eines Ablaufberges von 6% Steigung mit der Geschwindigkeit 12 m/s an, fährt bis zum Stillstand hinauf und rollt dann wieder herunter. Fahrwiderstandsziffer 0,005.

Bestimme:

Die Verzögerung beim Hinaufrollen m/s2.

Die Länge der Rollstrecke.

Die Höhe des höchsten erreichten Punktes über der Horizontalen durch den Fußpunkt des Ablaufberges.

Die erf. Zeit zum Hinaufrollen.

Die Beschleunigung beim Herabrollen m/s2.

Die erf. Zeit zum Herabrollen.

Die Geschwindigkeit, mit der der Wagen unten wieder ankommt.

Vllt. ist jemand bereit den Rechenweg aufzuzeigen und die konkreten Zahlenergebnisse auszurechnen.

Gruß.

roysy

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Moin,

Moin moin,

mein Schwager und ich (beide Pensionäre) versuchen uns hin und
wieder an kleineren Physikaufgaben, um nicht alles zu
vergessen.

Sehr schön.

Ein Güterwagen von 9 Mp Gewicht kommt am Fuße eines
Ablaufberges von 6% Steigung mit der Geschwindigkeit 12 m/s
an, fährt bis zum Stillstand hinauf und rollt dann wieder
herunter. Fahrwiderstandsziffer 0,005.

Pond ist eine alte Krafteinheit. 1p = 9,81 mN (MilliNewton).
Ein Gewicht von 9 Mp würde einer Masse von 9000 kg = 9 t entsprechen. Ist das so? Aber egal - ich habe die Masse bei dieser Aufgabe gar nicht gebraucht.
6 % Steigung: Steigung definiert man gewöhnlich als Verhältnis von Höhenunterschied zu horizontaler Entfernung. Wenn der Steigungswinkel Alpha heisst, wäre dann der Tangens davon = 6/100, also wäre Alpha = 3,43 °.
Fahrwiderstandsziffer? Soll das der Reibungskoeffizient sein? Dann wäre die Reibungskraft m mal g mal cos Alpha * 0,005, also 0,005 mal die Kraft, mit der der Waggon senkrecht nach unten drückt.

Bestimme:

Die Verzögerung beim Hinaufrollen m/s2.

Hangabtriebskraft m mal g mal sin Alpha und Reibungskraft m mal g mal cos Alpha mal 0,005 wirken beide der Bewegung entgegen. Sie müssen also addiert werden und wegen … sorry … F = m mal a … ist die Verzögerung also
a = -g mal (sin Alpha + cos Alpha mal 0,005)
a = - 0,637 m/s2

Die erf. Zeit zum Hinaufrollen.

Das ist die Zeit bis v = 0 ist. Wegen v = a mal t + v0 ist
t = -v0/a
t = 18,85 s

Die Länge der Rollstrecke.

s = a/2 mal t*t + v0 mal t
s = 113 m

Die Höhe des höchsten erreichten Punktes über der Horizontalen
durch den Fußpunkt des Ablaufberges.

h = sin Alpha mal s
h = 6,76 m

Die Beschleunigung beim Herabrollen m/s2.

Hangabtrieb wirkt in Fahrtrichtung, Reibung dagegen. Also ist jetzt
a = g mal (sin Alpha - cos Alpha mal 0,005)
a = 0,538 m/s2

Die erf. Zeit zum Herabrollen.

s = a/2 mal t*t
Also ist t = Wurzel aus 2 mal s / a
t = 20,5 s

Die Geschwindigkeit, mit der der Wagen unten wieder ankommt.

v = a mal t
v = 11,0 m/s

Vllt. ist jemand bereit den Rechenweg aufzuzeigen und die
konkreten Zahlenergebnisse auszurechnen.

OK, alles ohne Garantie natürlich.
Bei Streik kann es zu weiteren Verzögerungen kommen.

Viele Grüße
Olaf

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Hallo,

Vllt. ist jemand bereit den Rechenweg aufzuzeigen und die
konkreten Zahlenergebnisse auszurechnen.

Skizze,Rechenweg u. Zahlen.

Gruß:
Manni

http://www.file-upload.net/download-1426605/Save0014…

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