Physik Forum

[Null-Checkerin]

Hallo, ich hab in weniger als zwei Wochen eine Physikklausur und bin leider ein wenig überfordert.. vielleicht hat hier jemand die Geduld einer absoluten nicht-Physikerin das ein oder andere zu erklären.

z.B.

Über einer festen Rolle ist ein nicht dehnbarer Faden geführt, an dessen Enden zwei Gewichte von m1=2kg und m2=0m5kg Masse befestigt sind. Das ganze System befindet sich in eiem Aufzug, der sich mit einer noch oben gerichteten Beschleunigung von a0=2,1m/s² nach oben bewegt. Bestimmen Sie unter der Annahme der Massenlosigkeit von Faden und Rolle die Druckkraft, mit der die Rolle auf die Achse wirkt.

So nun hab ich mir überlegt, dass es ja 3 Kräfte gibt, die eine Rolle spielen: F1=m1*g (die Kraft, die das erset Gewicht nach unten zieht)
F2=m2*g
F3=(m1+m2)*a0 (der Druck der auf die Rolle wirkt, weil der Fahrstuhl nach oben gezogen wird.
Dann hätte ich alles addiert. Leider war der Ansatz vollkommen falsch.

Richtige Lösung ist:
a(eff,1) = - a(eff,2) Dies sind die Geschwindigkeiten der beiden Massen
=> a1-a0 = -(a2-a0), wobei a1=F1/m1 und a2=F2/m2

bis dahin kann ich es noch nachvollziehen. Aber dann setzen sie:
F1 = T - m1*g wobei T die Seilspannung sein soll. Das versteh ich nicht.
Nach einsetzen ergibt sich dann T = 9,53 N und dann schreiben sie wieder:
F0 = 2*T woher sie das nun wieder haben, weiß ich auch nicht.

Hoffe auf geduldige Antworten

[evB]

Viel Geduld hast du selbst wohl nicht, wenn man sich die ganzen Rechtschreib- und Tippfehler anschaut. Bei „m2=0m5kg“ musste ich erst mal auf die Tastatur schauen, um zu sehen, dass das zweite „m“ ein „,“ sein soll …

Dein Ansatz erscheint mir auf den ersten Blick halbwegs logisch, die Lösung irgendwie nicht. Ich ignoriere das einfach mal, und sage dir, was ich zu der Aufgabe denke:

Dadurch, dass der Aufzug nach oben beschleunigt wird, werden die Gewichte nach unten gerissen (orange), die Kraft ist einfach F=ma. Also sind das:

2,1 m/s^2 * 2 kg = 4,2 N
2,1 m/s^2 * 0,5 kg = 1,05 N

Dann kommt noch die normale Gewichtskraft (hellblau) dazu:

9,81 m/s^2 * 2 kg = 19,6 N
9,81 m/s^2 * 0,5 kg = 4,91 N

Das sind dann alles zusammen 29,8 N auf der Rolle (braun).




Die Sache ist jetzt aber noch, dass die Gewichte sich bewegen. Stell dir vor, es wäre nur auf einer Seite ein Gewicht dran, das andere Seilende sei leer. Dann würde zuerst gar keine Kraft auf die Rolle wirken, das Gewicht fällt einfach herunter. Hier bei dieser Aufgabe ist es dazwischen. Denn dadurch, dass die beiden Gewichte beschleunigen, wird weniger Kraft auf die Rolle übertragen. Somit ist die Kraft auf die Rolle auf jeden Fall kleiner als die 29,8 N behaupte ich mal.

Die Seilspannung in deiner Lösung geht auf genau dieses Problem ein. Das eine Gewicht zieht das andere ja hoch und umgekehrt. Das ist letztlich die Seilspannung. Von daher ist die Lösung mit knapp 20 N doch realistisch.

[Null-Checkerin]

Hallo evB,
vielen Dank für die Antwort. Tut mir leid, wegen der vielen Rechtschreibfehler.. bin grad ein wenig im Stress. Wenn man schon ne Stunde an so einer Aufgabe saß, obwohl man die Lösung schon hat und es immer noch nicht versteht und man weiß man hat noch 40 andere solche Aufgaben von diesem Fach und nebenher auch noch andere Fächer, die auch nicht viel besser laufen.. bin einfach grad ein wenig verzweifelt.

Danke noch mal
Gruß, Null-Checkerin