Physik, Kraft berechnen (Lift)?
Die Masse (2000kg) wird mit der Beschleunigung (1.7 m / s^2) 85 Meter nach oben gehoben. Wie gross ist die Kraft?
Dies ist meine Lösungsstrategie:
Fallbeschleunigung: 10 m/s^2
F = Gewichtskraft - Hubkraft
F = 20000 + 3400 = 23400 N
Aber in den Lösungen steht 2.3 kN
3 Antworten
Gleichgewichtsbedingung:Die Summe aller Kräfte ist in eine Richtung zu jeden Zeit- punkt gleich Null.
1) eine Zeichnung machen mit der Masse m=2000kg
2) die Kräfte an der Masse antragen
aus der Zeichnung ergibt sich
Fs-F-Fg=0
Fs=F+Fg=m*a+m*g=2000kg*(1,7+10)=23400 N=23,4 KN
Da ist ein Druckfehler.
Hinweis:
Fs ist die Seilkraft am Aufzug und zeigt nach oben (positiv)
F=m*a ist die "Trägheitskraft und wirkt immer entgegen der Bewegungsrichtung"
Fg=m*g ist die Gravitationskraft und wirkt immer zum Erdmittelpunkt hin
Deine Rechnung ist richtig, bei den "2.3 kN" ist wohl das Komma verrutscht.
Korrekt wären 23 kN. Und nicht etwa 23.4 kN, das würde eine nicht vorhandene Genauigkeit vortäuschen, denn Deine Beschleunigungen sind auch nur mit 2 zählenden Ziffern angegeben.
Nicht immer, aber meistens - ganz ohne Mitdenken geht das auch nicht. Also nicht ohne die Überlegung, wie die Genauigkeit der einzelnen Werte die Genauigkeit des Ergebnisses bestimmt.
Wenn Du eine Münze hast mit 9,0 g, dann ist deren Masse auf 50 mg genau angegeben (zwischen 8,95 g und 9,05 g), in der Physik ist 9,0 etwas anderes als 9 oder 9,00.
Wenn Du 10 solche Münzen hast, ist die maximale Ungenauigkeit 500 mg, deren Masse mit 10 * 9,0 g = 90,0 g auf 90 g zu runden spiegelt das wider. (Die 10 wäre, da sehr exakt bestimmt, als 10,000 zu denken).
Wenn Du 12 Münzen hast, ist die maximale Ungenauigkeit 600 mg, nach der Faustregel mit 2 Ziffern würde man die 108 g als 0,11 kg oder 1,1 * 10^2 g angeben entsprechend 5 g Genauigkeit. Hier wäre eine Ziffer mehr gerechtfertigt.
Wenn Du ein Wägestück hast mit 1,000 kg und legst die Münze dazu, dann ist die Gesamtmasse korrekt gerundet 1,009 kg. Denn die maximale Unsicherheit beträgt 500 mg (aus dem Wägestück) plus 50 mg (aus der Münze).
Die Regel "gleichviele Ziffern wie der unsicherste Einzelwert" gilt nur bei Multiplikation. Und ist eine Faustregel, keine exakte.
Falls der Physik-Unterricht fachfremd vom Mathelehrer gegeben wird, kann es auch sein, dass der davon keine Ahnung hat und lieber exakte Ergebnisse sehen möchte mit soviel Stellen, wie der Taschenrechner hergibt.
Vielen Dank für die ausführliche Erklärung!
23400 N und 2,3 kN (~2300 N)
sieht für mich erstmal nach einem Vorzeichenfehler aus. Allerdings scheinen mir die Lösung nicht richtig.. ich komme da auf andere Zahlen o.O
Allein die Gewichtskraft ist viel höher
wie sind denn deine Ansätze der Rechnung ?
Vielen Dank! Heisst es, wenn ich in der Gleichung eine Zahl mit z.B 2 Ziffern habe, dann hat die Lösung auch 2 Ziffern?