Interaktives Physik-Lexikon und Lernsystem für Schüler und Studenten mit kompakten Erklärungen zur Physik, Bildschirmexperimenten, Physik-Aufgaben, Physik-Applets, Foren, Physik-Links, Suchfunktionen, Buchempfehlungen, News, Lernfunktion für Prüfungen ...
träge und schwere Masse

Aufgabe:

#BeginEditable "aufgabe"
Zwei Massen von m1 = 8 kg und m2 = 12 kg hängen an den Enden eines Seils, das über eine feste Rolle mit vernachlässigbarer Masse geführt ist.
a) Wie groß ist die Beschleunigung des als reibungsfrei angenommenen Systems?
b) Wie groß ist die Seilspannung (das ist die im Seil herrschende Kraft)?
#EndEditable

Lösung:

#BeginEditable "loesung"

geg.:

ges.:

Lösung:

Wie groß ist die Kraft, die zur Beschleunigung beiträgt?
Auf das Seil wirkt die Gewichtskraft beider Massen in entgegengesetzte Richtung, also

Wenn beide Massen gleich sind, wäre die Beschleunigung 0, das Seil bewegt sich nicht.
Die beschleunigende Kraft führt zur Beschleunigung beider Massen, die gesamte träge Masse setzt sich der Bewegung entgegen.
Um die beiden Massen mit a zu beschleunigen, ist eine Kraft F2 notwendig:

Die zur Verfügung stehende Kraft ist aber gerade F1, also

Seilkraft: Wenn die Masse m2 = 12 kg allein am Seil hängt, würde sie mit der Beschleunigung g nach unten fallen und auf das Seil wirkt keine Kraft. Auf das Massestück wirkt nur die Gewichtskraft nach unten.
Durch die Masse m1 8 kg wirkt aber zusätzlich eine bremsende Kraft nach oben, m2 fällt also mit einer kleineren Beschleunigung nach unten. Diese bremsende Kraft ist die Seilkraft.
Es gilt also für die resultierende Kraft auf m2:

Wenn an beiden Enden 12 kg hängen würden, wäre die Seilkraft genau FG2, also die Gewichtskraft des 12 kg-Massestücks.

Antwort:

Die Beschleunigung beträgt 1,96 m/s², die Seilkraft 94,2 N.

#EndEditable


[zurück]


© 2002 Karsten Beuche - physikaufgaben.de