Hallo, ein Kommilitone und ich kommen gerade auf keinen grünen Zweig was die Kraftwirkung mehrer Teilkräfte angeht. Zur Entschuldigung vorweg: wir sind Elektrotechniker und TM liegt schon eine Weile zurück... Bei Federn ist uns bekannt, dass es einen Unterschied macht, ob sie parallel oder in Reihe einer Last ausgesetzt werden. Zumindest was die resultierende Federkonstante betrifft. Aber wie ist das allgemein? Angenommen da liegt eine Masse auf dem Boden. a) Zwei Seile sind parallel (nebeneinander) an der Masse befestigt. Person1 zieht mit Kraft F1 und Person2 mit Kraft F2 an jeweils einem Seil. b) Ein Seil ist an der Masse befestigt. Person1 und Person2 stehen hintereinander am Steil und ziehen mit den Kräften F1 und F2. Ist in beiden Fällen die Zugkraft gleich groß? Solange F1=F2 ist sehe ich kein Problem. Aber was ist wenn F1 nicht gleich F2 ist? Führt das nicht zu unterschiedlichen Beschleunigungen der Masse durch die unterschiedlichen Kräfte (a=F/m), und behindern sich in ein einem "starren" System (wenn man statt Seile Stäbe verwendet) die Kräfte nicht gegenseitig? Und zwar unterschiedlich, je nach Parallel- oder Reihenschaltung? Btw: Das das Basics sind, ist uns schon bewusst. Aber wir können es uns momentan einfach nicht plausibiliseren.
mb schrieb: > Aber was ist wenn F1 nicht gleich F2 ist? Wie so oft, kommt drauf an. Solange die Masse still liegt: Fges = F1 + F2 Bewegt diese sich, wird es komplizierter. Kann diese sich drehen oder nicht? kdgfkjlv
kdgfkjlv schrieb: > Bewegt diese sich, wird es komplizierter. > Kann diese sich drehen oder nicht? Es geht um keinen konkret vorliegenden Fall, sondern um das Prinzip. Von daher wäre der allgemeine Fall interessant: in Bewegung und drehbar. Gibt es Stichworte, nach denen man Recherchieren könnte?
Hallo Die Summe aller Wirkenden Kräfte (F=m*a und F1, F2, Reibungskraft, usw...) auf einen Körper ist Null (2. Newton) und Kräftedreieck (cos, sin, tan, Phytagoras) verwenden. Kraftpfeile die addiert werden, sollten alle in einer Richtung zeigen (lin. abhängig sein) Ich hoff ich hab eure Frage richtig verstanden... Grüße
Bei Drehbewegungen natürlich das Gleiche, nur mit Drehmomenten. zb. M1+M2+M3=0
mb schrieb: > Ist in beiden Fällen die Zugkraft gleich groß? Welche ist "DIE" Zugkraft? F1? F2? F_gesamt? > Solange F1=F2 ist sehe ich kein Problem. > Aber was ist wenn F1 nicht gleich F2 ist? ??? > Führt das nicht zu unterschiedlichen Beschleunigungen > der Masse durch die unterschiedlichen Kräfte (a=F/m), Wenn die Resultierende (also die Summe der Kraefte) gleich grosz und gleich gerichtet ist, ist egal, wieviele Teilkraefte beteiligt sind. > und behindern sich in ein einem "starren" System (wenn man > statt Seile Stäbe verwendet) die Kräfte nicht gegenseitig? Gegenfrage: Darf man ideale Spannungsquellen parallelschalten? Darf man ideale Stromquellen in Reihe schalten? > Und zwar unterschiedlich, je nach Parallel- oder Reihenschaltung? Du weisst, was ein statisch ueberbestimmtes System ist?
mb schrieb: > Es geht um keinen konkret vorliegenden Fall, sondern um das > Prinzip. Von daher wäre der allgemeine Fall interessant: in > Bewegung und drehbar. > > Gibt es Stichworte, nach denen man Recherchieren könnte? Statik Dynamik Festigkeitslehre Stab Balken Stabwerke statische Bestimmtheit statische Ueberbestimmtheit statische Unterbestimmtheit Seileckverfahren Auflagerreaktion ...
Alles gut, aber erst Hirn einschalten. Angenommen: Da liegt ein Baumstamm ( Stahlträger) oder ... Zieht das eine Ende mehr als die Gewichtskraft, hebt er das Teil hoch. Zieht das andere Ende weniger, rührt sich da nichts. Ziehen beide Enden mit einer Kraft, die über dieser Gewichtskraft liegt, spielt es erst mal keine Rolle, wer stärker zieht. Nun führt eine stärkere Kraft auf einer Seite (Zeitabhängig) zu immer größerer Schräglage. Grüße Bernd
jsdfno schrieb: > Hallo > > Die Summe aller Wirkenden Kräfte (F=m*a und F1, F2, Reibungskraft, > usw...) auf einen Körper ist Null (2. Newton) und Kräftedreieck (cos, > sin, tan, Phytagoras) verwenden. Kraftpfeile die addiert werden, sollten > alle in einer Richtung zeigen (lin. abhängig sein) Ich hoff ich hab eure > Frage richtig verstanden... Grüße Ja, das mit der Summe der Kräfte gleich Null ist tatsächlich eine der grundlegenden Dinge, die man immer wieder vergisst, wenn mans eine Weile nicht mehr gemacht hat. Possetitjel schrieb: > Welche ist "DIE" Zugkraft? F1? F2? F_gesamt? Gemeint war die resultierende Kraft F_gesamt. > Wenn die Resultierende (also die Summe der Kraefte) gleich > grosz und gleich gerichtet ist, ist egal, wieviele Teilkraefte > beteiligt sind. Das war die eigentliche Frage: Stellen sich denn gleiche Resultierende ein? Oben vielleicht etwas umständlich formuliert, aber es hat inzwischen Klick gemacht. > Gegenfrage: Darf man ideale Spannungsquellen parallelschalten? > Darf man ideale Stromquellen in Reihe schalten? Uns geht es weniger um den Formalismus bei idealisierten Bedingungen, als um das grundlegende Verständnis. Wie ist das in der Praxis? Man hat z. B. vier Motoren, die alle direkt auf die gleiche Achse geschaltet sind. Man wird vermutlich nie alle Motoren auf exakt die gleiche Geschwindigkeit geregelt bekommen. Der schnellste wird von den drei langsameren ausgebremst werden. Ist also immer nur einer an der Kraft-/Drehmomenterzeugung beteiligt?
Bernd F. schrieb: > Ziehen beide Enden mit einer Kraft, die über dieser Gewichtskraft > liegt, spielt es erst mal keine Rolle, wer stärker zieht. > > Nun führt eine stärkere Kraft auf einer Seite (Zeitabhängig) > zu immer größerer Schräglage. Schönes Beispiel :-) Was, wenn die Schräglage irgendwie verhindert wird und der Träger immer genau waagrecht ist? Wirkt die schwächere Kraft negativ auf die stärkere: Fges = Fgroß - Fklein?
mb schrieb: > einfach nicht plausibiliseren. Das ist aber eher eine Frage für die siebte Klasse :-) Mit Parallel- und Reihenschaltung hat es auch nicht viel zu tun. Kräfte werden mathematisch durch Vektoren beschrieben. Wenn beide Kräfte am gleichen Punkt angreifen und in die gleiche Richtung wirken, so addieren sich einfach ihre Beträge. Das ist eine Beobachtungstatsache in der 7 Klasse, und das ist ja wohl auch das was man spontan erwarten würde. Der Versuch dazu ist, dass man drei Federkraftmesser Fi verwenden, F1 ist irgendwo fixiert, F2 und F3 ziehen am anderen Ende von F1 jeweils in die gleiche Richtung, aber mit unterschiedlichen Beträgen. Beobachtung: F1 = F2 + F3. Wenn die Richtungen unterschiedlich sind, muss man eben Vektorrechnung verwenden, Kräfteparallelogramm usw. Und wenn die Kräfte an unterschiedlichen Punkten angreifen, dann treten Drehmomente auf. Aber dir ging es wohl nur um den einfachsten Fall.
mb schrieb: > Schönes Beispiel :-) > Was, wenn die Schräglage irgendwie verhindert wird und der Träger immer > genau waagrecht ist? > Wirkt die schwächere Kraft negativ auf die stärkere: Fges = Fgroß - > Fklein? Blödsinn. Sorry
mb schrieb: > Wie ist das in der Praxis? > Man hat z. B. vier Motoren, die alle direkt auf die gleiche Achse > geschaltet sind. Man wird vermutlich nie alle Motoren auf exakt die > gleiche Geschwindigkeit geregelt bekommen. Der schnellste wird von den > drei langsameren ausgebremst werden. Ist also immer nur einer an der > Kraft-/Drehmomenterzeugung beteiligt? Nun ja, eine Kraft ist eine abstrakte Größe, ohne "Trägheit" oder ähnliches. Deine Frage bezog sich ja auch zunächst auf den statischen Fall, da gibt es auch wirklich keine Probleme. Wenn jetzt ein 100m-Sprinter und ein 200kg Gewichtheber gemeinsam ein kleines Kind auf einem Fahrrad anschieben, dann wird natürlich recht bald nur noch eine der Kräfte zum tragen kommen.
Stefan schrieb: > Das ist aber eher eine Frage für die siebte Klasse :-) > > Mit Parallel- und Reihenschaltung hat es auch nicht viel zu tun. > > Kräfte werden mathematisch durch Vektoren beschrieben. > > Wenn beide Kräfte am gleichen Punkt angreifen und in die gleiche > Richtung wirken, so addieren sich einfach ihre Beträge. Ja schon. Aber man muss ja auch irgendwie die Quelle der Kraftwirkung berücksichtigen. Kraft F1 hat eine Quelle und Kraft F2 auch. Beide Kräfte versursachen jeweils eine Beschleunigung, die zusammen eine Gesamtbeschleunigung ergibt. ... Das wird heute nichts mehr. Vielen Dank für eure Mühe und Geduld :-)
mb schrieb: >> Gegenfrage: Darf man ideale Spannungsquellen parallelschalten? >> Darf man ideale Stromquellen in Reihe schalten? > Uns geht es weniger um den Formalismus bei idealisierten > Bedingungen, als um das grundlegende Verständnis. Hmm. Es ging mir auch weniger um den Formalismus als um das grundlegende Verstaendnis bei idealisierten Bedingungen :) > Man hat z. B. vier Motoren, die alle direkt auf die gleiche > Achse geschaltet sind. Man wird vermutlich nie alle Motoren > auf exakt die gleiche Geschwindigkeit geregelt bekommen. Erstens KANN man Motoren auf die exakt gleiche Geschwindigkeit regeln, und zweitens ist die Bauart der Motoren wichtig. > Der schnellste wird von den drei langsameren ausgebremst > werden. Bei Reihenschlussmaschinen? Keineswegs. Bei Nebenschlussmaschinen? Vermutlich. > Ist also immer nur einer an der Kraft-/Drehmomenterzeugung > beteiligt? Genau das ist der Punkt: Kein Koerper ist wirklich starr, also sind in der Praxis IMMER Federn parallelgeschaltet. Viele Motoren haben eine krumme Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie, also ist keine Drehzahl WIRKLICH konstant, und es stellt sich ein resultierender Arbeitspunkt ein. Wieviel jeder Motor zum Gesamtmoment beitraegt, haengt entscheidend von der Bauart der Motoren ab. Es geht nicht um den FORMALISMUS bei idealisierten Bedingungen, sondern um das GRUNDVERSTAENDNIS bei idealisierten Bedingungen.
Stefan schrieb: > 100m-Sprinter und ein 200kg Gewichtheber gemeinsam Oder besser: Las die beiden das Kind ziehen mit einem Seil das jeweils einen Federkraftmesser hat. Anfangs ist alles klar, Fges = F1 + F2. Blos schon recht bald wird der eine Federkraftmesser immer weniger anzeigen, weil der schwere Mann eben nicht mehr mitkommt. Aber stets gilt obige Formel, wenn sie noch in die gleiche Richtung ziehen. Letztlich wird dann die eine Kraft negativ werden, der Dicke Mann bremst.
Du kannst Kräfte auch "zerlegen", um besser sehen zu können, was los ist. Ein Kräfteparallelogramm ist dafür eine feine Sache. https://de.wikipedia.org/wiki/Kr%C3%A4fteparallelogramm MfG Paul
> Man hat z. B. vier Motoren, die alle direkt auf die gleiche > Achse geschaltet sind. Man wird vermutlich nie alle Motoren > auf exakt die gleiche Geschwindigkeit geregelt bekommen. Das ist auch unnötig. Denn sie haben IMMER die gleiche Drehzahl ... ;-)
Habe TM erst am Montag geschrieben :) Zeichne dein System auf, ordentlich mit allen auftretenden Kräften, dann kannst du die Gleichgewichtsbedingungen aufstellen (ich gehe von einem statischen System aus). Wenn du das umstellst nach deinen Kräften siehst du den Zusammenhang.
Daniel G. schrieb: > Wenn du das umstellst nach deinen Kräften siehst > du den Zusammenhang. Vielleicht übersteigt das seine Kräfte... :) MfG Paul
Das mit den Motoren ist ein interessantes Beispiel. Man nutzt das z.B. als "elektrische Verspannung" bei großen Werkzeugmaschinen mit Ritzel-Zahnstange Antrieb. Einer von mindestens zwei Servos arbeitet immer mit einem parallel verschobenen Drehmoment, was dafür sorgt, dass immer beide Zahnflanken anliegen: https://books.google.de/books?id=2BzzBQAAQBAJ&pg=PA104&lpg=PA104&dq=elektrische+verspannung+zahnstange&source=bl&ots=oPQZvkuJVF&sig=u_uXgF47ge4oDbEhYP3rTfL8d8U&hl=de&sa=X&ved=0ahUKEwi_n7r-oqnSAhXChywKHQQJClAQ6AEIHDAA#v=onepage&q=elektrische%20verspannung%20zahnstange&f=false Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann
mb schrieb: > Zur Entschuldigung vorweg: wir sind Elektrotechniker und TM liegt schon > eine Weile zurück... Dann nutze eine für den Elektrotechniker verständliche Analogie. Kräfte entsprechen de Strömen Spannungen entsprechen des Geschwindigkeiten Massen entsprechen Kapazitäten Federnachgiebigkeiten entsprechen Induktivitäten der Kehrwert der geschwindigkeitsproportionalen Reibkonstante entspricht dem Widerstand
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.