Physik Forum

[Lola]

Ich brauche dringend Lösungen zu folgenden Aufgaben( das sind keine hausaufgaben).


Aufgaben:

1.)Zwei Kräfte greifen unter einem Winkel in einem Punkt an.Die
Kraft F1=4N liegt bei 15°, die Kraft F2=6N liegt bei 75°.
Bestimmen Sie die resultierende Kraft und den Winkel, unter dem
resultierende Kraft angreift!Ordnen Sie die Winkel denen der
Einheitskreises zu!

2.)Eine Seilbahn ist an zwei Punkten aufgehängt.Ihre Masse beträgt
mit Beladung 2000kg.Der Bergwinkel hat ein Maß von 60°, der
Talwinkel 20°. Berechne die Seilkräfte nach oben und nach unten mit
Hilfe des Sinussatzes!
Fertige auch hier eine Skizze zur Bestimmnung der relevanten Winkel
an!

3.)Eine Straßenlaterne hat eine Masse von 35kg.Sie ist mittig über
eine Straße aufgehängt.Ihre sie tragenden Seile bilden zu beiden
Seiten einen Hängewinkel von 18°.Welche Kräfte müssen die Maueranker
aufnehmen??BITTE SKIZZE!

[Die Weise]

[Gast]

Okay dann schreibe ich mal meine Lösung auf und ihr sagt, ob sie richtig ist:

Aufgabe 1:

Fr=Wurzel( F1²+F2²+2F1F2cos(60°))

=Wurzel(4²+6²+2*4*6*cos(60°))
Fr= 8,717KN

cosAlpha=F1²-FR²-F2²
____________
-2FRF2



cosAlpha=4²-8,71²-6²
___________
-2*8,71*6

cosAlpha=0,9171

Alpha=arc cos= 23,3°
FR=8,72Kn(27,3°)

Bei Aufgabe 2 und 3 weiß ich gar nicht was ich machen soll...

[GvC]

Also, Du versuchst es im anderen Forum unter anderem Namen. Soll mir recht sein! Im anderen Forum ist der Server sowieso ständig überlastet.

Aber rechne nicht mit vollständigen Lösungen. Die nutzen Dir nämlich überhaupt nichts. Es reicht nicht, wahllos Sinus- oder Kosinussatz anzuwenden, ohne zu wissen welches physikalische Problem beschrieben wird. Nun scheinst Du nicht nur in Physik keine Leuchte zu sein, sondern rechnen kannst Du auch nicht (Mathematik will ich die paar Geometriekenntnisse oder das Umstellen von Formeln gar nicht nennen). Von der mangelnden Umsetzung meiner Hinweise im anderen Forum ganz zu schweigen. Jedenfalls solltest Du Dir über eines im Klaren sein: Die Mathematik ist nur ein HILFSMITTEL, um die Physik zu beschreiben. Erkennst Du die physikalische Problemstellung nicht, nutzt Dir die ganze Mathematik nichts, selbst wenn Du sie beherrschtest.

Also noch mal zu Deiner Aufgabe 1: Hier handelt es sich um genau dieselbe Aufgabe, die ich Dir an anderer Stelle inklusive Zeichnung bereits gelöst habe, nur dass jetzt noch die Winkelbestimmung dazukommt. Und dazu hatte ich Dir an anderer Stelle bereits den Hinweis gegeben, dass man den Sinussatz anwendet, wenn man mindestens zwei Seiten eines Dreiecks kennt und einen Winkel, dann kann man die anderen Winkel bestimmen. Was Du bei Deiner Winkelberechnuing gemacht hast, ist doch nichts anderes, als den Kosinussatz, den Du gerade benutzt hast, nach cos(alpha) aufzulösen. Und das auch noch falsch. Hättest Du den richtig aufgelöst, wäre natürlich der vorher dort eingesetzte Winkel von 60° herausgekommen. Das ist aber nicht der Winkel, nach dem gefragt ist. Gefragt ist nach dem Winkel, den die resultierende Kraft mit der Waagrechten (nach rechts, deshalb der Hinweis auf den Einheitskreis) einschließt. Und den kannst Du entweder mit Hilfe des Sinussatzes bestimmen (die Seiten in einem Dreieck verhalten sich wie die "sinusse" der jeweils gegenüberliegenden Winkel), wobei Du noch einen der vorgegebenen Winkel dazu addieren musst, oder auf eine andere Art, die ich Dir erkläre, wenn Du mir mal ne Skizze machst, die die Aufgabenstellung beschreibt. Wahrscheinlich hast Du Dir noch nicht mal ne Skizze gemacht. Diese Arbeit musst Du Dir aber machen und auch einüben. Die nimmt Dir in der Klausur nämlich keiner ab!

Zur Berechnung des Betrages der resultierenden Kraft hast Du den Kosinussatz übrigens richtig angewendet, auch der Zahlenwert ist richtig berechnet. Wie Du bei der Einheit jedoch auf kN kommst, wo die beiden Einzelkräfte nur 4N und 6N betragen, ist und bleibt Dein Geheimnis.

Aufgabe 2
Hier geht es um die Zerlegung der senkrecht nach unten wirkenden Gewichtskraft in zwei Seilkräfte, deren Richtungen angegeben sind. Es nutzt alles nichts: auch hier musst Du Dir eine Zeichnung oder wenigstens eine Skizze machen. Die Angaben dazu stehen alle in der Aufgabenstellung (Winkelangaben immer in Bezug auf den Einheitskreis, in dem die Winkel von der Waagrechten ausgehend gegen den Uhrzeigersinn gezählt werden). Das physikalische Problem, das Du hier erkennen musst, ist, dass die Gewichtskraft von einer gleich großen Kraft in entgegengesetzter Richtung "kompensiert" werden muss (Kräftegleichgewicht). Diese Gegenkraft (senkrecht nach oben) setzt sich aus den Seilkräften zusammen, eine schräg nach rechts oben, die andere schräg nach links unten. Aus diesen drei Kräften lässt sich ein Dreieck zeichnen, von dem alle Winkel bekannt sind (30°, 40° und 110°; was glaubst Du, weshalb in der Aufgabenstellung der Hinweis auf eine SKizze "zur Bestimmung der relevanten Winkel" steht) und eine Seite. Also Sinussatz. Du wirst für die Kraft nach schräg oben herausbekommen 28,68kN und für die Kraft nach schräg unten 15,26kN. Wenn Du willst, kannst Du das auch noch per Kosinussatz kontrollieren.

Aufgabe 3
Eigentlich wie Aufgabe 2, nur einfacher aus Symmetriegründen. Hier brauchst Du noch nicht einmal den Sinussatz anzuwenden. Die Seilkräfte sind nach beiden Seiten gleich, und an jedem Maueranker wirkt die halbe Gewichtskraft, die von einer gleich großen Kraft nach oben kompensiert werden muss. Diese zusammen mit der senkrecht zur Wand wirkenden Ankerkraft ergibt die Seilkraft. Du hast also ein rechtwinkliges Dreieck, von dem Du eine Kathete und einen Basiswinkel kennst, so dass Du leicht die Hypotenuse berechnen kannst, wie Die Weise das schon vorgeschlagen hat. Auch hier ist es für Dein eigenes Verstänsnis wichtig, Dir eine Skizze zu machen!

[isi1]

@ GvC: Habe herzlich über Deinen Beitrag gelacht - Du beschreibst die Situation treffend und doch mit freundlicher Nachsicht.

@LOLA: Hast Du denn den Hinweis für die dritte Aufgabe von Die Weise verstanden?

[Gast]

@GvC: Danke für die brauchbaren Tipps.

Kannst du vllt. diese Aufgaben auch noch kontrollieren?

2.)F2= 20KN*sin(30°)
__________ F2=15,56KN
sin(40°)

F1
__= sin(110)/sin(40°) F1=29,29KN

FG

Ich weiß es sind andere Ergebnisse als deine aber ich finde den Fehler nicht.


1.) Ist das Endergebnis richtig?

FR=8,72N(38,5°)


3.) F1=sin(18°)/sin(144°) = 184,00N



Okay mit den Einheiten KN und N komme ich sehr durcheinander.

[isi1]

[GvC]

1. Winkel falsch
2. Die Abweichungen erklären sich einerseits aus Rundungsfehlern, vor allem aber durch die Tatsache, dass Du für die Erdbeschleunigung g=10m/s² anstatt g=9,81m/s² eingesetzt hast.
3. Wie isi1 schon gesagt hat, Ergebnis ist falsch. Mach Dir ne Skizze und berücksichtige die Hinweise, die Dir bereits gegeben wurden. Notfalls kannst Du die Skizze ja posten. Dann kann man Dir sagen, WAS Du falsch gemacht hast.