Geneigte (Schiefe) Ebene, Reibungskraft Übungen

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1 IK Die Weiterbildun Geprüfter Indutrieeiter Geprüfte Indutrieeiterin. chrichtun Metll IV.A.5 turwienchftliche und techniche Geetzäßikeiten Mthetik. Phyik Auf die Brecheibe einer Scheibenbree wirken die beiden eibkräfte on jeweil 6,4 k. Al eibunzhl Brebel- Sthl wurde,4 erittelt. Wie roß it die Krft, it der d ydrulikyte jeweil einen Brebel een die Scheibe pret? Geneite (Schiefe) Ebene, eibunkrft Übunen Shino XT Dic (hydrul.) Löun: 6,4 k,4 6 k rth. GeneiteEbene_eibun_Übunen_Löunen..5.9 Seite

2 IK Die Weiterbildun Geprüfter Indutrieeiter Geprüfte Indutrieeiterin. chrichtun Metll IV.A.5 turwienchftliche und techniche Geetzäßikeiten Mthetik. Phyik Berechnen Sie die Zukrft für die ft- und Gleitreibun, wenn folende Dten eeben ind: Me de Körper: k Werktoffprun: olz/sthl eibunzutnd: trocken Löunen Berechnun der Gewichtkrft ( y /²): inwei: Die Berechnun der Gewichtkrft it nicht efrt und wäre uch für die Berechnun der eibun- und Zukräfte nicht erforderlich. k, k Berechnun der orlkrft: inwei: Die Auflefläche erläuft werecht, d. h. der Winkel zwichen der orlkrft und der Auflefläche beträt 9. coα co 9, k Berechnun der eibunkräfte: Werktoffprun eibunzutnd ftreibunfktor Gleitreibunfktor olz/sthl trocken,55,35 eibunkräfte,55, k, k,35, k,77 k Berechnun der Zukräfte inwei: U den Körper in Beweun zu brinen (Überwindun der ftreibun) bzw. dnch in Beweun zu hlten, wäre l Zukrft die in der Skizze dretellte Krft prlleler Anteil ureichend. D die ttächliche Zukrft ber unter de Winkel ρ 3 chrä nch oben nreift, üen wir diee berechnen: E ilt: AK ' coρ Y Zukrft ' Zukrft coρ coρ Z Zukrft bei ftreibun bei Gleitreibun,k co 3 co 3,39 k Z,77k co 3 co 3,89 k rth. GeneiteEbene_eibun_Übunen_Löunen..5.9 Seite

3 IK Die Weiterbildun Geprüfter Indutrieeiter Geprüfte Indutrieeiterin. chrichtun Metll IV.A.5 turwienchftliche und techniche Geetzäßikeiten Mthetik. Phyik 3. U wie iel Grd u eine Pketrutche een die orizontle eneit ein, wenn Pkete it einer ftreibunzhl,6 druf bleiten ollen? 3. Mit welcher Gechwindikeit erreichen die Pkete d Ende der utche, wenn diee 5 ln it und die Gleitreibunzhl,4 beträt? Löunen 3. Der Körper beinnt zu rutchen, wenn die ftreibunkrft überwunden wird, d. h. in α o coα in α o coα tn α o α rctn rctn,6 α 3, α 3 3. Wenn >, wird der Körper nur noch on der Gleitreibunkrft ebret. Der Körper wird hnbwärt bechleunit. Der Bechleuniun enteen wirkt die Träheitkrft T. T T + T in α coα ( in α coα) ( in α coα) ( in α coα) Diee Gleichun ollten Sie l orel in Ihr Tbellenbuch übernehen (Schiefe Ebene) rth. GeneiteEbene_eibun_Übunen_Löunen..5.9 Seite 3

4 IK Die Weiterbildun Geprüfter Indutrieeiter Geprüfte Indutrieeiterin. chrichtun Metll IV.A.5 turwienchftliche und techniche Geetzäßikeiten Mthetik. Phyik Löun zu 3. (ort.) 9,8,688999,69 ( in 3,4 co3 ) Zur Berechun der Gechwindikeit wird d -t-dir kizziert (l. Abb. recht). Die läche für den zurückeleten We it ein Dreieck. Dru folt: t Mit dieer Gleichun knn noch nicht berechnet werden, d neben uch die Zeit t unbeknnt it. Au der unktion für folt ber it : t t Wir etzen den Audruck t in den Ter ein und können dnn berechnen: t,69 5 5,7 7, -t-dir einer leichäßi bechleuniten Beweun it. Löunhinwei/e: Die läche i -t-dir tellt den zurückeleten We dr. ür die Gechwindikeit ilt die linere unktion: t + Diee orel finden Sie uch i Tb.-Buch, S. 34, d. h. Sie üen ie nicht herleiten. rth. GeneiteEbene_eibun_Übunen_Löunen..5.9 Seite 4

5 IK Die Weiterbildun Geprüfter Indutrieeiter Geprüfte Indutrieeiterin. chrichtun Metll IV.A.5 turwienchftliche und techniche Geetzäßikeiten Mthetik. Phyik 4 Ein Blken, der reibunlo n einer Wnd lehnt, tützt ich een den ußboden it der eibunzhl. Wie roß u der Winkel α indeten ein, dit der Blken nicht werutcht? Löun α 6 bi 7 bei Stufennleeleitern α 65 bi 75 bei Sproennleeleitern Au und folt Ax. tn α Ay Ax + Ay y x Ax M ( A) l l l coα l in α coα in α tn α un it Ax leich der ftreibunkrft, d nur diee Krft d Werutchen der Bohle erhindert. Die zuehörie orlkrft it leich de Betr on Ay. Dru folt: o Ax tn α tn α α rctn Ay rth. GeneiteEbene_eibun_Übunen_Löunen..5.9 Seite 5

6 IK Die Weiterbildun Geprüfter Indutrieeiter Geprüfte Indutrieeiterin. chrichtun Metll IV.A.5 turwienchftliche und techniche Geetzäßikeiten Mthetik. Phyik 5. Ein Kind it einer Me on 4 k rutche eine utchbhn hinunter, die einen eiunwinkel on 3 zur orizontlen beitzt. Die Gleitreibunzhl zwichen Kind und utchbhn ei.. Wenn d Kind in einer öhe on 4 zu rutchen beinnt, wie chnell bewet e ich dnn, wenn e den Boden erreicht? Mchen Sie eine Skizze und zeichnen Sie lle relenten Kräfte ein! 5. Welche Arbeit ht die Grittionkrft bei utchen Kind eleitet und welche Arbeit it durch die eibun in Wäre uewndelt worden? Löunen 5. ) Läne der utche GK h in ρ Y h in ρ h 4 in ρ in ,5 8 b) Erreichte Gechwindikeit ( in ρ coρ) ( in ρ coρ) h in ρ h ( in ρ coρ) in ρ coρ h in ρ in ρ h tn ρ, 9,8 tn 3 7, , in ρ coρ in ρ in ρ coρ Bedinun für > : h > und ρ tn > > tn ρ > tn ρ tn ρ c) Kinetiche Enerie de Kinde bei Erreichen de Boden: W kin 4 k 7, ,9 J rth. GeneiteEbene_eibun_Übunen_Löunen..5.9 Seite 6

7 IK Die Weiterbildun Geprüfter Indutrieeiter Geprüfte Indutrieeiterin. chrichtun Metll IV.A.5 turwienchftliche und techniche Geetzäßikeiten Mthetik. Phyik 5. ) Verrichtete Arbeit der Grittionkrft W co co in ρ h (, ) ( 9 ρ) h 4 k 9, ,6,57 kj b) eibunrbeit Wäre W co J ( ) coρ h coρ in ρ coρ h in ρ h tn ρ 4 k 9, ,753..., tn 3 c) Zuenfun Arbeit bewirkt Änderun on Enerie. Die Addition der beiden nch 5.. und 5..b berechneten Arbeiten u leich der nch 5..c berechneten ewonnenen kinetichen Enerie ein: 569,6 J + (- 544 J) 5,9 J 5,9 J rth. GeneiteEbene_eibun_Übunen_Löunen..5.9 Seite 7

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