Physikaufgabe --> Newton?
Hallo erstmal.
Da ich letzte Woche im Physikunterricht krank war, muss ich noch so einige Aufgaben nachholen.
(An das Gutefrage.net Team: NEIN dies ist keine Hausaufgabe, sondern lediglich eine unklare Aufgabe, die schon im Unterricht behandelt worden ist.)
Ich verstehe die Aufgabe nicht und wollte Fragen ob sie mir jemand erklären kann.
Aufgabe:An einem Telegrafenmast zieht ein Draht horizontal nach Osten mit 2000 N, ein zweiter horizontal nach Süden mit 3000 N.
Ermittle Himmelsrichtung und Betrag der Ersatzkraft durch eine Zeichnung. Erfinde eine zweckmäßige Konstruktion für einen solchen Masten und erläutere sie.
Tausend Dank im Voraus! ♡
-Luna
3 Antworten
Hallo,
mache dir am besten zunächst eine Skizze. Ich würde das ganze von oben zeichnen, den Masten also als Punkt und dann die vier Himmelsrichtungen eintragen. Ausgehend von diesen Himmelsrichtungen zeichnest du jetzt die Kraftpfeile ein, in die richtige Richtung und mit der richtigen Länge. Hierfür brauchst du einen geeigneten Maßstab.
Was jetzt gesucht ist, ist die Resultierende aus diesen beiden Kräften. Du musst die Kräfte nun zeichnerisch addieren (Einfach plus rechnen geht hier nicht, weil du mit Pfeilen, Vektoren rechnest). Das machst du am besten mit einem Kräfteparallelogramm.
Wenn du den gesuchten Pfeil konstruiert hast, misst du dessen Länge und rechnest sie mit deinem Maßstab in Newton um. Anschließend liest du noch die Himmelsrichtung, in die der Pfeil zeigt, ab.
Mach zuerst mal eine Zeichnung, indem du die beiden Kräfte einzeichnest und der Richtung.
aus der Zeichnung siehst du,daß die beiden Kräfte senkrecht aufeinanderstehen.
Beide Kräfte greifen an einnen gemeinsamen Punkt an.
Das ist ein "Zentrales Kräftesystem"
1) zeichnerisch addiert man die beiden Kraftvektoren, indem mansie zeichnerisch aneinander hängt.
1.te Kraft bleibt mit den Ende im Ursprung (wo beide Kräfte angreifen)
die 2.te Kraft wird nun "parallelverschoben".
Die 2.te Kraft liegt mit ihren Anfang auf der Spitze von der 1.ten Kraft.
2) Nun ziehst du eine Gerade von Ursprung bis zur Spitze der 2.ten Kraft.
Das ist dann die "resultierende Kraft"
Die Länge ist der Betrag der Kraft (die Wirkung)
Die Pfeilspitze zeigt die Wirkrichtung an.
Der Mast muß so gebaut sein,daß das größte Widerstandsmoment Wb gegen die Biegung bezüglich der resultierenden Kraft ist
Biegespannung ist sigma(zug)=Mb/Wb
Mb ist das Biegemoment aus der Kraft Fres
und Wb ist von den Querschnitt abhängig.
In Richtung der Kraft Fres ist der Mast breit.
quer zur Kraft Fres ist der Mast schmal.
Formel Fres=F1+F2 Die Kräfte sind Vektoren!
Weil die beiden Kräfte F1=2000 N und F2=3000 N ein "rechtwinkliges Dreieck" bilden,kann man den Satz des Pythagoras anwenden.
c^2=a^2+b^2
Fres=Wurzel(F1^2+F2^2)=Wurzel(2000^2+3000^2)=3605,55..N
Mit den Formeln sin(a)=Gk/Hy und cos(a)=Ak/Hy und tan(a)=Gk/Ak kannst du dann die beiden Winkel Alpha (a) und Beta (b) ermitteln.
Hy=Fres=3605,55N
Wenn du die Angaben deiner Aufgabe anpasst, dann ist hier eine Lösung: https://physikaufgaben.de/aufgaben_zeige_an.php?nummer=164