Reibung - Reibwinkel < Mechanik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | | Mit Hilfe eines Keiles soll ein Block mit FG=15000N gehoben werden. Der Reibwinkel ro wird für alle Flächen auf 10° geschätzt. Welche Kraft brauchen Sie, um den Block in Bewegung zu setzen? Die Keilgewichtskraft beträgt 200N. |
Hallo zusammen
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
Ich rechne gerade ein neues Beispiel.
Ich stehe hier auch wieder etwas an und zwar:
wie komme ich vom Reibwinkel auf die Reibzahl?
es ist ja keine Reibung im Gewinde.
danke vielmals im Voraus
lgsabs
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 01:16 Sa 10.10.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
[mm] Fr/Fn=tan\rho [/mm] oder [mm] tan\rho=\mu
[/mm]
(beachte meine Mitteilung zur anderen Frage)
Gruss leduart
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(Frage) reagiert/warte auf Reaktion  | | Datum: | 15:24 Sa 10.10.2009 | | Autor: | sabrina21 |
Hallo
Kurze Frage:
Jetzt habe ich die wirkenden Kräfte eingetragen.
[Dateianhang nicht öffentlich]
Muss ich die 2 Körper nun getrennt betrachten in Summe x,y und geht die Reibung an der Wand nun gegen 0, da der Klotz selbst hemmend ist?
Ich denke mal nicht, da der Klotz wieder durch die Keilform über die Kraft F an die Wand gedrückt wird,
oder liege ich da falsch?
Wird nun FR2 für die Summe der Kräfte in seine Komponenten geteilt?
Danke im Voraus
lg sabs
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
Anhang Nr. 2 (Typ: png) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig | | Datum: | 15:58 Sa 10.10.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo sabrina
Stammt die Zeichnung (ohne Kraefte) aus der Aufgabe? Ist da ne Wand? Ein Teil der Gewichtskraft drueckt doch solange der Keil nicht unter dem ganzen Block liegt auf den Boden?
Also bisher versteh ich die Aufgabe nicht ganz.
falls der Klotz an der Wand steht spielt natuerlich auch die Wandreibung ne Rolle, aber wenn er direkt an ner Wand steht kann ich ihn ja nicht kippen?
Gruss leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 16:19 Sa 10.10.2009 | | Autor: | sabrina21 |
Hallo leduart
Also, ich habe die Skizze so wie im Buch gezeichnet.
Links ist die Wand, das Ganze natürlich auf dem Boden.
Der Klotz berührt die Wand, also dieser stützt sich quasi ab (Kippmoment).
Der Keil ist genau darunter und zwar zur Hälfte eingeschoben.
Ich verstehe die Aufgabe so, dass ab dem Moment, wenn der Keil sich darunter befindet wie in Skizze, wird die benötigte Kraft F verlangt.
Ja, der Klotz würde kippen, wenn die Wand nicht wäre solange der Keil nicht gänzlich darunter ist.
Aber die Komponente FH=FG1*cos alpha(vom Keil) kann ich irgendwie in Summe der Kräfte in x nicht einbeziehen. Das ist irgendwie auch ein Teil meines Problems.
Danke dir im Voraus
lg sabs
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Hallo nochmals
Wie muss ich nun die Körper betrachten?
Was ist die Kraft, die gegen die Wand drückt, wegen der Reibkraft der Wand und muss ich FR1 hier in seine Komponenten aufteilen.
Vielen vielen Dank im Voraus
lg sabs
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(Antwort) fertig | | Datum: | 15:13 So 11.10.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo sabrina
Ich finde die Aufgabe ist nicht klar gestellt.
hast du sie wirklich exakt, mit allen angaben abgeschrieben?
Die Abmessungen des Klotzes, der offenichtlich unten schraeg (?) ist, waeren wichtig, wenn man den Schwerpunkt bestimmen muss. Wenn der Keil noch nicht unter dem schwerpunkt steht versucht er gegen die Wand zu kippen . Wenn der Keil schon so druntergeschoben ist, dass der Klotz ohne zusaetzliche kraft nicht kippt, ist [mm] F_r [/mm] an der Wand nur von der Schiebekraft abhaengig.
Dann wurd ich ne Energiegleichung aufstellen [mm] F*s=mgh-F_{rW}*h-F_{rBoden}*s
[/mm]
Wenn der Winkel des Keils = Reibungswinkel, sonst kommt noch die Reibungsarbeit zwischen Keil und Klotz dazu.
Aber so wie die aufgabe bisher gestellt ist ist sie nicht eindeutig.
Gruss leduart
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Hallo Leduart
Zuerst mal vielen Dank für deine schnelle Antwort.
Du hast recht, ich habe was vergessen mit anzugeben. Nämlich die 5° Steigung. (Siehe Skizze)
Zudem wirkt in der Skizze FG1 genau über der vertikalen Kante des Keiles (Wandseite).
Im Buch scheint es so als wären die Abmessungen gleich, nur in der Höhe nicht (kann leider nicht scannen).
Wenn ich nun die Abmessungen wie in der Skizze unten annehme komme ich auf Folgendes:
[Dateianhang nicht öffentlich]
[mm]A1_{Klotz}=2 \cdot 2= 4 m^2 [/mm] x1=1, y1=1,675
[mm]A2_{Klotz}=0,175 \cdot 2/2= 0,175 m^2 [/mm] x2 = Länge/3 = 2/3, y2=0,5+2*(2/3)=0,617
[mm]Ages_{Klotz}=4,175 m^2 [/mm]
[mm]x_s= \bruch{4 \cdot 1 + 0,175 \cdot \bruch{2}{3}}{4,175}= 0,986 [/mm]
ys wäre dann zB
[mm]y_s= 1,631 [/mm]
[mm]A1_{Keil}=2m \cdot 0,5m= 1 m^2 [/mm] x1=0,986m+1m=1,986m, y1=0,25m
[mm]A2_{Keil}}=0,175 \cdot 2m/2= 0,175 m^2 [/mm] x2 =0,986m+ 2*2/3=2,32m, y2=0,5+(2/3)=0,558m
[mm]Ages_{Keil}=1,175 m^2 [/mm]
[mm]x_s= \bruch{1 \cdot 1,986m + 0,175 \cdot 2,32m}{1,175m^2}= 2,04m [/mm]
ys wäre dann zB
1. Frage nebenbei: warum wird ys kleiner als 0,5, das versteh ich nicht? wo ist der Fehler? [mm]y_s= 0,3 [/mm]
dann würde wie du sagst, weil der Reibwinkel größer als [mm]\alpha [/mm] ist (selbsthemmend), die Reibungsarbeit zwischen Klotz und Keil hinzukommen.
[mm]F \cdot s = FG1 \cdot h - FR_{wand} \cdot h - FR_{Boden} - (FR1-FH) \cdot x [/mm]
dabei wäre dann
s = [mm]xs_{Klotz}[/mm]
[mm]\cos \alpha = \bruch{xs_{Klotz}}{x} [/mm]
[mm]\tan \alpha = \bruch{h}{xs_{Klotz}} [/mm] h=0,0863m
[mm]FR_{Boden}=(FG1+FG2) \cdot \tan 10[/mm]
[mm]FR1=FG1 \cdot \cos 5° \cdot \tan 10[/mm]
Würde so der Ansatz für F*s stimmen?
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: png) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig | | Datum: | 11:24 Mo 12.10.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
da der Klotz nach Zeichnung mit seinem Schwerpunkt ueber dem Keil ist, musst du da nichts tun, es gibt dann kein Kippen.
$ F [mm] \cdot [/mm] s = FG1 [mm] \cdot [/mm] h - [mm] FR_{wand} \cdot [/mm] h - [mm] FR_{Boden} [/mm] - (FR1-FH) [mm] \cdot [/mm] x $
hier ist noch was nicht richtig: Reibungsarbeit am ebenen Boden: es wirkt das Gesamtgewicht Klotz+Keil auf der Laenge s=x
Reibungsarbeit zwischen Klotz und Keil es wirkt die Normalkraft des Klotzes auf der Strecke [mm] L=x/coe\alpha
[/mm]
Wand: es wirkt die Kraft F, die normal zur Wand ist.
(FR1-FH) ist falsch, hangabtriebskraft bewirkt hier keine Arbeit, bzw du hast die Arbeit ja schon in [mm] F_G*h [/mm] beruecksichtigt.
Gruss leduart
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Hallo nochmals
Vielen Dank für deine Antwort Leduart
Ich komme einfach nicht auf einen grünen Zweig :(
Darf ich in diesem Fall keine Abmessungen annehmen oder wie?
[mm] F \cdot s = F_{G1} \cdot h - FR_{wand} \cdot h - Fr_{boden} \cdot x_s - FR_1 \cdot x [/mm]
[mm] F \cdot s = F_{G1} \cdot h - FR_{wand} \cdot h - Fr_{boden} \cdot x_s - FR_1 \cdot \bruch{xs}{\cos \alpha} [/mm]
[mm] F \cdot s = F_{G1} \cdot h - F \cdot \mu \cdot h - (FG1+FG2) \cdot x_s \cdot \mu - FN \cdot \mu \cdot \bruch{xs}{\cos \alpha} [/mm]
[mm] F \cdot s = F_{G1} \cdot h - F \cdot \mu \cdot h - (FG1+FG2) \cdot x_s \cdot \mu - FG \cdot \cos \alpha \cdot \mu \cdot \bruch{xs}{\cos \alpha} [/mm]
[mm] F \cdot s + F \cdot \mu \cdot h = F_{G1} \cdot h - (FG1+FG2) \cdot x_s \cdot \mu - FG \cdot \mu \cdot xs [/mm]
[mm] F = \bruch {F_{G1} \cdot h - (FG1+FG2) \cdot x_s \cdot \mu - FG \cdot \mu \cdot xs}{(s + \mu h)} [/mm]
[mm] F = \bruch{15000N \cdot 0,0863 - 15200 \cdot \tan 10 \cdot 0,986 - 15000 \cdot \tan 10 \cdot 0,986}{0,986+0,0863 \cdot tan10} [/mm]
[mm] F = \bruch{1294,5-2642,65-2607,88}{0,986+0,0863 \cdot \tan 10°} =-3951,22N [/mm]
Anstatt 7032N???
Vielen Dank im Voraus
gruss sabrina
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(Antwort) fertig | | Datum: | 23:45 Mo 12.10.2009 | | Autor: | leduart |
Hallo
ich haette h noch in s umgerechnet, dann durch s alles geteilt.
deine Formeln sind leider falsch, ich denk ich hab das irgendwo mal falsch geschrieben. der Keil leistet Arbeit, alle die Reibungsarbeit und die potentille Energie des Klotzes, also steen recht nur + Zeichen. Oder links [mm] F_G*h [/mm] und links F*s und die Teibungdarbeten abgezogen. sorry fuer den Fehler, aber sowas passiert, deshalb musst du posts nachvollziehen.
Gruss leduart
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