Übungsaufgaben v. 30.04.15 - ftb

GIBZ
Gewerblich-Industrielles
Bildungszentrum ZUG
1.
AU2/PM2/KR2
Physik
Berechnen Sie die Reibungskraft, die ein ruhender Körper überwinden muss, dessen
Normalkraft 58.9 N entspricht, damit er sich in Bewegung setzt, wenn die
Reibungszahl fH = 0.2 ist.
F = FN *  = 58,9 N * 0,2 = 11,78 N
2.
Berechnen Sie die Reibungskraft, die ein auf einer Unterlage gleitender Körper
überwinden muss, dessen Normalkraft 180.8 N entspricht, damit sich seine
Geschwindigkeit nicht ändert, wenn die Gleitreibungszahl FG = 0.25ist.
F = FN *  = 180,8 * 0,25 = 45,2 N
3.
Berechnen Sie die Kraft FD, mit der ein 15.2 kg schwerer Körper gegen eine Wand
gedrückt werden muss, damit er nicht herunterfällt, wenn die Haftreibungszahl
zwischen Körper und Wand fH = 1 beträgt.
Umso steiler die Wand, umso grösser die Hangabtriebskraft. Wenn der
Neigungswinkel 90° beträgt, ist die Hangabtriebskraft gleich gross wie die
Gewichtskraft FH = FG = 15,2 kg * 10 N/kg = 152 N.
Der Körper bewegt sich nicht, also ist FR = FH = 152 N
FR = FN *  = 152 N  FN = 152 N
4.
Wie weit kommt eine 40 kg schwere Eisschnellläuferin, die eine Geschwindigkeit von
25.2 km/h erreicht hat, wenn sie auf dem Eis weiter gleitet, ohne zu bremsen?
a)
b)
a)
Wie lang dauert ihre freie Fahrt, wenn die Gleitreibungszahl ihrer
Schlittschuhe auf dem Eis fG = 0.015 beträgt?
Spielt das Gewicht der Eisschnellläuferin eine Rolle?
FN = FG = 40 kg * 10 N/kg = 400 N
FR = FN *  = 400 N * 0,015 = 6 N = 6 kgm/s2
Newton’sche Axiome: F = m * a  a = F : m = 6 N : 40 kg = 0,15 m/s2
Die Reibung bremst ab, also ist die Beschleunigung a negativ.
v0 = 25,2 km/h = 7 m/s
vt = v0 + a * t 
a * t = vt – v0 = -7 m/s
-0,15 m/s2 * t = - 7 m/s
t = 46,7 s
b)
FR = m * g * 0,015
a = FR : m = m *g * 0,015 : m
Die Masse fällt beim Teilen weg, spielt also für die Berechnung der
Beschleunigung keine Rolle.
Arbeitsblatt Reibung
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Gewerblich-Industrielles
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5.
AU2/PM2/KR2
Physik
Wie schnell kann ein 609 kg schwerer Rennwagen maximal beschleunigen, wenn die
Haftreibungszahl zwischen den Reifen des Wagens und der Rennbahn 0.71 beträgt?
Welche Geschwindigkeit erreicht der Rennwagen 5.5 s nach dem Start? Welche
Strecke legt er in dieser Zeit zurück?
a)
FN = 609 kg * 10 N/kg = 6090 N
FR = FN *  = 6090 N * 0,71 = 4323,9 N (kgm/s2)
a = FR : m = 4323,9 kgm/s2 : 609 kg = 7,1 m/s2
vt = a * t = 7,1 m/s2 * 5,5 = 39,05 m/s
b)
s = (v0 + vt) : 2 * t = 19,525 m/s * 5,5 s = 97,625 m
Arbeitsblatt Reibung