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Forum "Physik" - Reibung, Energie
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Reibung, Energie: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:11 Mo 24.12.2007
Autor: itse

Aufgabe
1. a)Welchen Bremsweg braucht ein Auto mit 70 [mm] \bruch{km}{h} [/mm] Geschwindigkeit bei einer Reibungszahl von 0,27?

Hallo Zusammen,

1.a,

geg.: v=70 [mm] \bruch{km}{h} [/mm] = 19,44 [mm] \bruch{m}{s}, \mu [/mm] = 0,27
ges.: [mm] s_B [/mm]

Lös.:

[mm] W_R [/mm] = [mm] F_R \cdot{} s_B; F_R=\mu \cdot{} F_N; F_N=m\cdot{}g [/mm]

[mm] E_k [/mm] = [mm] \bruch{1}{2}mv² [/mm]

[mm] W_R [/mm] = [mm] \mu \cdot{} [/mm] m [mm] \cdot{} [/mm] g [mm] \cdot{} s_B [/mm]

nur hab ich zwei Problem es ist kein m angegeben und ich weiß nicht genau was ich mit der Geschwindigkeit anfangen soll? Vielleicht über einen Ernergieansatz:

E_vorher = E_nachher + [mm] W_R [/mm]

nur dazu brauche ich die Masse m. Wie komm ich da weiter? Vielen Dank im Voraus.

        
Bezug
Reibung, Energie: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:42 Mo 24.12.2007
Autor: Tyskie84

Hallo zunächst sollte man sich gedanken machen um welche art von reibung es sich handelt. Ich gehe davon aus dass es sich um Haftreibung handelt.

So welche Kräfte wirken nun auf die Räder des autos. Einmal die Gewichtskraft [mm] F_{g} [/mm] dann die Normalenkraft [mm] F_{N} [/mm] und zuletzt Haftreibungskraft [mm] F_{R,h}. [/mm] Zeichne dir dazu ein Kräfteparallelogramm. Nun nehme an dass die Beschleunigung konstant ist also benutzt du für die gleichförmig beschleunigte Bewegung folgenden Zusammenhabg. [mm] v²=v_{0}²+2a\Delta [/mm] x und stellst dass dann nach [mm] \Delta [/mm] xum :-)

Die Summe der Kraft in y-Richtung ist 0 nachdem du dir ein Parallelogramm gezeichnet hast dann siehst du das dann auch. Also folgt dass [mm] F_{n}-mg=0 [/mm] Also ist [mm] F_{n}=mg [/mm]
Nun ist [mm] F_{R,h}= [/mm] - [mm] \mu_{R,h} *F_{N} [/mm] also [mm] -\mu_{R,h}*mg [/mm]
Die Summe der Kräfte in x-Richtung ist [mm] m*a_{x} [/mm] und daraus folgt dass - [mm] \mu_{R,h} *mg=m*a_{x} [/mm] und damit [mm] a_{x}= -\mu_{R,h}*g [/mm]
Nun setzt du das in dein [mm] \Delta [/mm] x ein un bekommst [mm] \Delta [/mm] x= [mm] \bruch{(v_{0,x})²}{2 \mu_{R,h}*g} [/mm]
Achte auf deine Einheiten. Viel Erfolg. Mit der Arbeit kommst du da nicht so einfach weiter :-)

[cap] Gruß

Bezug
                
Bezug
Reibung, Energie: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:47 Mo 24.12.2007
Autor: itse

Hallo,

vielen Dank für die Antwort. Der Lehrer will es aber unbedingt durch einen Arbeits- oder Energieansatz gelöst haben. Und da blicke ich überhaupt nicht durch.

Wäre toll, wenn mir jemand helfen könnte. Vielen Dank im Voraus.

Bezug
                        
Bezug
Reibung, Energie: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:00 Mo 24.12.2007
Autor: Event_Horizon

Hallo!

Dein eigener Ansatz war eigentlich völlig richtig.

Es gilt W=F*s.  Die maximale Kraft, mit der das Auto bremsen kann, ist durch die Reibungszahl gegeben, man will schließlich nicht, daß die Räder blockieren.

Die Frage ist, wann die gesamte kin. Energie gleich F*s ist. Du mußt beides also gleichsetzen, und dann siehst du auch, daß die Masse kein Problem darstellt.






Und bevor du dich wunderst: Die kin. Energie ist natürlich zum größten Teil in den Bremsen gelandet, die dadurch ziemlich heiß wurden. Die Bremsen sorgen dafür, daß die Räder eine Kraft auf die Straße ausüben, und genau diese Kraft ist durch die Reibung beschränkt. Die Reibung zwischen Reifen und Asphalt hat die Energie NICHT gefressen. Aber das hat mit der Rechnung wenig zu tun, dir sollte das nur klar sein.

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