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Physik Test - Schiefe Ebene

Welche der folgenden Aussagen sind richtig?


1)  Betrachten wir im ersten Schritt was passiert, wenn man einen Körper auf eine schiefe Ebene stellt. Wird ein solcher Körper auf eine schiefe Ebene gestellt, so wird er aufgrund seiner Gewichtskraft F(G) entlang der schiefen Ebene hangabwärts beschleunigt und gleitet die schiefene Ebene hinab. Richtig?

schiefe Ebene

a)  Richtig
b)  Nicht ganz. Erst wenn die Hangabtriebskraft F(H) groß genug ist, um die zwischen Körper und schiefer Ebene wirkende Reibungskraft zu überwinden, beginnt der Körper zu gleiten.

 

2)  Die Gewichtskraft  F(G) hat zwei Wirkungen. So wird diese Kraft in zwei Komponenten zerlegt, von denen die erste, die Hangabtriebskraft F(H) parallel und die zweite, die Normalkraft F(H) senkrecht zur schiefen Ebene gerichtet ist. Mit Hilfe mathematischer Formalismen kann man beide Kräfte berechnen.

a)  F(H) = F(G) · sin (a)     und      F(N) = F(G) · cos (a)
b)  F(H) = F(G) · cos (a)     und      F(N) = F(G) · sin (a) 
 
 

3)  Leider kennt man nicht immer den Neigungswinkel der schiefen Ebene. Man kann sich aber behelfen, in dem man die Basislänge, die Höhe und die Länge der schiefen Ebene kennt:

schiefe Ebene

a)   F(H) = (h : l) ·  F(G)     und   F(N) = (b : l) · F(G)
b)   F(H) = l ·  F(G)     und   F(N) =  b · F(G)
 
 

4)  Was kann über die Länge der schiefen Ebene ausgesagt werden.

a)  Je länger die schiefe Ebene ist, desto größer ist die entlang der Ebene wirkende Hangabtriebskraft (bei gleichbleibender Höhe)
b)  Je länger die schiefe Ebene ist, desto kleiner ist die entlang der Ebene wirkende Hangabtriebskraft (bei gleichbleibender Höhe)
 
 

5) Auf einer schiefen Ebene (Reibungsfreiheit angenommen) mit einem Winkel a von 30° befindet sich ein Kind mit einem Schlitten mit einem Gesamtgewicht von m = 100 kg. Wie groß ist die Hangabtriebskraft F(H)

a)  F(H) = 491 N
b)  F(H) = 300 N
 
 

6)  Nun ziehen wir an dem Schlitten den Hang mit der Zugkraft F(Z) nach oben so, dass der Schlitten auf der Stelle stehen bleibt, ohne dass der Schlitten den runter rutscht. 

a)   F(Z) = 491 N
b)   F(Z) = 566 N
 
 

7)  Wie kann man Aufgabe 6 lösen? Soll sich der Schlitten auf der schiefen Ebene nicht bewegen, so muss die Zugkraft gleich der  Hangabtriebskraft sein.  Die Zugkraft F(Z) wirkt der Hangabtriebskraft entgegen, zeichnet man hier ein Diagramm, so  gilt F(Z) = F · cos (a) 

 

a) Richtig
b) Falsch
 
 

 

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