Physik: Worin liegt der Unterschied zwischen den beiden Methoden zur Bestimmung einer Kraft?
Zb bei der Atwoodschen Fallmaschine..
Eine herangehensweise ist mit gleich 0 und der Trägheitskraft..
Ft = Trägheitskraft
0 = -Ft1 - Fg1 -Ft2 +Fg2
Manche rechnen aber auch mit Fres, der Resultierenden Kraft. Also Fres = ...
Wo besteht der Unterschied zwischen den beiden Methoden? Wann benutzt man welche?
1 Antwort
Unterschied zwischen den beiden Methoden
Die beiden Methoden unterscheiden sich darin, wie sie die Kräfte im System berücksichtigen.
Die Methode mit der Trägheitskraft betrachtet die Kräfte als Vektoren. Die Trägheitskraft ist die Kraft, die einem Körper entgegengesetzt seiner Bewegungsrichtung wirkt.
Die Methode mit der Resultierenden Kraft betrachtet die Kräfte als Größen. Die Resultierende Kraft ist die Summe aller Kräfte in einem System.
Beispiel: Atwoodsche Fallmaschine
In der Atwoodschen Fallmaschine wirken auf die beiden Massen die Gravitationskräfte Fg1 und Fg2 sowie die Trägheitskräfte Ft1 und Ft2.
Methode mit der Trägheitskraft
In dieser Methode werden die Kräfte als Vektoren betrachtet. Die Summe der Kräfte ist gleich null.
0 = -Ft1 - Fg1 -Ft2 +Fg2
Die Trägheitskräfte können durch die Massen und die Geschwindigkeiten der Massen berechnet werden.
Ft1 = m1 * a1
Ft2 = m2 * a2
a1 = -a2
Die Geschwindigkeiten der Massen können durch die Anfangsgeschwindigkeiten und die Kräfte berechnet werden
v1 = v1_0 + a1 * t
v2 = v2_0 + a2 * t
Methode mit der Resultierenden Kraft
In dieser Methode werden die Kräfte als Größen betrachtet. Die Resultierende Kraft ist gleich der Summe aller Kräfte.
Fres = Fg1 - Ft1 + Fg2 - Ft2
Die Trägheitskräfte können durch die Massen und die Beschleunigung berechnet werden.
Ft1 = m1 * a
Ft2 = m2 * a
Die Beschleunigung kann durch die Kräfte und die Massen berechnet werden.
a = \frac{Fres}{m1 + m2}
Wann benutzt man welche Methode?
Die Methode mit der Trägheitskraft ist in der Regel die einfachere Methode. Sie ist besonders geeignet, wenn die Geschwindigkeiten der Massen bekannt sind oder berechnet werden können.
Die Methode mit der Resultierenden Kraft ist in der Regel die genauere Methode. Sie ist besonders geeignet, wenn die Beschleunigungen der Massen bekannt sind oder berechnet werden können.
Im Beispiel der Atwoodschen Fallmaschine ist die Methode mit der Trägheitskraft in der Regel ausreichend. Die Geschwindigkeiten der Massen können durch die Anfangsgeschwindigkeiten und die Kräfte berechnet werden.
Wenn die Beschleunigungen der Massen jedoch genau bekannt sein müssen, kann die Methode mit der Resultierenden Kraft verwendet werden.