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Aufgabe Kräfte an der schiefen Ebene Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe Abb. 1 Skizze der Aufgabenstellung zu Kräften an der schiefen Ebene Erläutere, ob und wenn ja wie sich Richtung und Betrag von Gewichtskraft \(F_{G}\), Hangabtriebskraft \(F_{G, \parallel}\) und Normalkomponente der Gewichtskraft \(F_{G, \perp}\) ändern, wenn man die schiefe Ebene stärker neigt. Lösung einblenden Lösung verstecken Abb. 2 Skizze der Lösung zu Kräften an der schiefen Ebene Die Gewichtskraft \(F_{G}\) wirkt stets vertikal nach unten, ihr Betrag ist von der Neigung der schiefen Ebene ebenfalls unabhängig. Die Hangabtriebskraft \(F_{G, \parallel}\) wirkt parallel zum Hang, ihr Betrag wird mit steigender Neigung der schiefen Ebene größer. Die Normalkomponente der Gewichtskraft \(F_{G, \perp}\) wirkt senkrecht zum Hang. Ihr Betrag wird mit steigender Neigung der schiefen Ebene geringer. Grundwissen zu dieser Aufgabe Mechanik Kräfteaddition und -zerlegung
Zudem gilt immer. Also bleibt ein Körper, der aufgrund der Reibung abbremst, dann auch in Ruhe. Schiefe Ebene Aufgaben Mit dem gewonnenen Wissen zur schiefen Ebene können wir jetzt noch ein paar Beispielaufgaben durchgehen (und dabei noch das eine oder andere Neue lernen). Aufgabe 1 Sehen wir uns zuerst an, was passiert, wenn wir ein Material, zum Beispiel Erde oder Schnee, auf einen Haufen schaufeln. Wird der Haufen nämlich zu steil, wird das Material nicht mehr halten und an den Seiten wieder abrutschen. Wenn wir die Seiten des Haufens als schiefe Ebenen nähern, wie können wir uns das erklären? Auf das Material an den Seiten wirken die Hangabtriebskraf t und die Haftreibungskraft. Damit es herunterfällt, muss gelten. Das heißt, wird der Haufen zu hoch und zu steil, also der Neigungswinkel der Seiten zu groß, reicht die Haftreibung nicht mehr aus und das Material fällt zu Boden. Dabei ist zu beachten, dass. Egal wie hoch die Haftreibung ist, irgendwann fällt jedes Material herunter! Aufgabe 2 Mit diesem Wissen betrachten wir jetzt einen Körper auf einer schiefen Ebene mit Winkel, wobei wir Reibungskoeffizienten von und annehmen.
Übungsaufgaben M6 Steigung, Neigung mit Lösungen Übungsaufgaben M6 Steigung Adobe Acrobat Dokument 2. 8 MB Download M6 Keil, Steigung, Neigung Selbstkontrollen Lösungen zu Aufgaben Steigung, Neigung Aufgaben Steigung 3. 2 MB M6 Keil, Neigung, schiefe Ebene Selbstkontrolle Probelauf Test M6 Steigung Neigung 1. 8 MB Download
Wichtige Inhalte in diesem Video Die schiefe Ebene ist wohl eines der bekanntesten physikalischen Systeme überhaupt. Jeder von uns ist dem Prinzip der schiefen Ebene schon einmal begegnet, ob zum Heben von schweren Gegenständen oder beim Wandern im Gebirge. Hier erfährst du jetzt, wie solche schiefen Ebenen im Detail funktionieren. Falls dir das Lernen audiovisuell unterstützt leichter fällt, schau dir unbedingt unser Video zur schiefen Ebene an! Schiefe Ebene einfach erklärt im Video zur Stelle im Video springen (00:11) Die schiefe Ebene, schräge Ebene oder auch geneigte Ebene ist ein physikalisches System aus der klassischen Mechanik und beschreibt eine ebene, zur Horizontalen geneigte Fläche, auf der sich eine Masse unter dem Einfluss ihrer Gewichtskraft (und der Reibung) bewegt. Dabei können wir die Gewichtskraft in einen Teil senkrecht zur schiefen Ebene (die Masse "drückt auf die Ebene") und einen Anteil parallel zur Ebene (ihr Gewicht beschleunigt die Masse nach unten) zerlegen.
Im Gleichgewicht dieser beiden Kräfte ruht der Körper. Jetzt neigen wir die Ebene um den Neigungswinkel und erhalten die allgemeine, geneigte Ebene. In diesem Fall steht die Gewichtskraft nicht mehr senkrecht auf der Ebene und wir spalten sie auf in ihren Anteil senkrecht und parallel zur schiefen Ebene, und. Die senkrechte Komponente wird wieder durch die (jetzt verringerte) Normalkraft kompensiert. Schiefe Ebene und ihre Kräfte Der parallele Anteil beschleunigt die Masse auf der schiefen Ebene nach unten. Diese Gewichtskraftskomponente wird daher auch Hangabtriebskraft genannt:. Zudem wirkt auf den Körper eine Reibungskraft, da er auf der Ebene aufliegt (Luftreibung vernachlässigen wir). Ruht der Körper, wirkt der Hangabtriebskraft die Haftreibungskraft entgegen und wir finden. Die Haftreibungskraft kann in ihrer Wirkung maximal so groß sein wie die Hangabtriebskraft, (oder allgemein so groß wie die Summe aus allen eine Bewegung einleitenden Kräften). Wäre größer, würde sich der Körper aufgrund von Haftreibung nach oben bewegen!