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2 benachbarte Massen auf schiefer Ebene
 
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rainerknallmund



Anmeldungsdatum: 27.04.2016
Beiträge: 2

Beitrag rainerknallmund Verfasst am: 27. Apr 2016 13:22    Titel: 2 benachbarte Massen auf schiefer Ebene Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Zwei Körper mit unterschiedlichen Massen m1 und m2 befinden sich auf einer schiefen Ebene mit Winkel 45 Grad. (siehe Abbildung) (m1 = 2kg, m2 = 3kg) Die Reibungskoeffizienten betragen und Gesucht ist nun die Kraft, welche die beiden Körper aufeinander ausüben, also bzw. .

Meine Ideen:
Leider stehe ich da total auf dem Schlauch...

Die Lösung beträgt

Nur verstehe ich überhaupt nicht wie man darauf kommt.

Vielen Dank für eure Hilfe. smile



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as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5797
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 27. Apr 2016 16:27    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo!

Du musst zuerst die beiden Massen freischneiden: Welche Kräfte wirken auf die beiden Massen entlang der schiefen ebene? Jeweils die Hangabtriebskraft, die Reibungskräfte und die Kraft, die die beiden Körper aufeinander ausüben. Die resultierende Kraft ergibt für jeden der beiden Körper eine Beschleunigung.
Da aber beide aneinander sind, muss die Beschleunigung beider gleich sein, woraus folgt, wie groß die Kraft zwischen beiden sein muss.
Du bekommst also ein Gleichungssystem mit der Beschleunigung (die ist aber nicht gesucht, richtig?) und der gesuchten Kraft und mit zwei Gleichungen.

Kannst Du schon probieren, ob Du die Kräfte-Gleichungen für die beiden Massen aufstellen kannst, also nach Newtons's F = m * a?

Gruß
Marco
rainerknallmund



Anmeldungsdatum: 27.04.2016
Beiträge: 2

Beitrag rainerknallmund Verfasst am: 02. Mai 2016 11:54    Titel: Antworten mit Zitat

Also es wirkt natürlich die Hangabtriebskraft nach unten (für beide Teilkörper gleich) und die Reibungskraft in die entgegengesetzte Richtung , wobei sich die 's unterscheiden.

Die Beschleunigung des gesamten Körpers beträgt:



Aber wie komme ich von hier nun auf die Kraft, welche die beiden Körper aufeinander ausüben, also wie komme ich auf den Masseterm ???
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583

Beitrag franz Verfasst am: 02. Mai 2016 12:52    Titel: Antworten mit Zitat

Spielen die Kräfte zwischen den Körpern überhaupt eine Rolle; macht es beispielsweise einen Unterschied, ob zwei Magnete mit SN-NS oder SN-SN runterrutschen?
grübelnd
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5797
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 02. Mai 2016 13:20    Titel: Antworten mit Zitat

franz hat Folgendes geschrieben:
Spielen die Kräfte zwischen den Körpern überhaupt eine Rolle; macht es beispielsweise einen Unterschied, ob zwei Magnete mit SN-NS oder SN-SN runterrutschen?
grübelnd

Das ist doch aber die gesuchte Kraft. Meinst Du das jetzt philosophisch oder habe ich die Aufgabe falsch verstanden/gelesen?

@rainerknallmund: Soweit so gut. Jetzt betrachte einen einzelnen Körper: Du kennst seine Beschleunigung und auch die beiden von Dir genannten Kräfte. Du wirst aber feststellen, dass die Beschleunigung und die beiden Kräfte zusammen nicht "zusammen passen". Das liegt eben gerade daran, dass noch eine weitere Kraft auf die einzelne Masse wirkt, das ist gerade die gesuchte.

Gruß
Marco
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583

Beitrag franz Verfasst am: 05. Mai 2016 22:41    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Marco!
Zitat:
Das ist doch aber die gesuchte Kraft.

Stimmt, und danke übrigens für Deinen Lösungshinweis!

Nur am Rande meine, wenn man so will, sophistische Interpretation: Die Wechselwirkungskräfte zwischen 1 / 2, die inneren Kräfte im System 1 / 2, sind weder bekannt noch von Bedeutung und das "Anschubsen" 1 -> 2 würde ich als äußere Kraft interpretieren.
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5797
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 06. Mai 2016 09:15    Titel: Antworten mit Zitat

franz hat Folgendes geschrieben:
Die Wechselwirkungskräfte zwischen 1 / 2, die inneren Kräfte im System 1 / 2, sind weder bekannt noch von Bedeutung und das "Anschubsen" 1 -> 2 würde ich als äußere Kraft interpretieren.

Ich bin mir immer noch nicht ganz im Klaren darüber, was genau Du meinst.
Ich würde z. B: nicht generell sagen, dass innere Kräfte unbekannt oder nicht von Bedeutung sind. Ob es innere oder äußere Kräfte sind, unterscheidet sich ja letztlich nur durch die willkürlich gezogenen Systemgrenzen.
Bei dem konkreten Beispiel könnte die Kraft, die an der Kontaktfläche zwischen den beiden Massen aufeinander ausgeübt wird, schon von praktischem Interesse sein. Der daraus resultierende Druck könnte ja z. B. technisch wichtig sein oder ähnliches. Wobei dieses Beispiel vielleicht nicht so besonders klug ist, aber das ist ein anderes Thema...

Gruß
Marco
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