Nubert Lautsprecher, HiFi- und Surround-Elektronik

Guten Abend zusammen,

gestern und vorgestern hatte ich die Prüfungen für den Basis-Teil meiner Meisterausbildung. Soweit alles ganz gut machbar. Nur mit einer Aufgabe kamen die Kollegen und ich nicht zuu Rande. Vielleicht hat ja mal jmd Lust, sich kurz Gedanken zu machen

Folgendes:

Ein Auto wiegt 1200kg und ist 60km/h schnell. Es bremst, die Räder blockieren vollständig. Die Reibungszahl µ beträgt 0,5.
Nach welcher Zeit steht das Auto?
Kann mir jemand helfen?

Vielen Dank vorab.

Es grüßt und grübelt,

Daniel

Hallo,

wenn ich das aus Physik 1 noch richtig im Kopf habe:

a = F/m, F = -µ*m*g => a = -µ*g
v = v(0) + a*t = 0m/s (Stillstand)
Aufgelöst nach t ergibt sich:
t = v(0) / (µ * g) = 3,39 Sekunden
(mit v(0) = 16,666... m/s, das sind 60km/h)

Hoffe, es hilft weiter!

mfg,
Sebastian

Hallo zusammen,

Zur Erläuterung: Es wirkt bei µ=0,5 die halbe Gewichtskraft als Bremse, ergo ist die Verzögerung die halbe Erdbeschleunigung:

0,5 * 9,81 m/s² = 4,905 m/s²

Bei den 16 2/3 m/s Anfangsgeschwindigkeit spuckt mein Taschenrechner gerundete 3,40 s aus.

Noch bemerkenswert: der dabei zurückgelegte Weg beträgt 28m! Da weiß man, wozu das ABS da ist ...


viel Grüße,

Germerman

Guten Morgen,

und schönen Dank schonmal für Eure Hilfe.
Was ich nur nicht verstehe, ist warum wirkt die Erdbeschleunigung hier direkt auf die Verzögerung?
Zwischen der Bewegungsrichtung des Autos und g sind doch 90°.

Grüße,
Daniel

Die Reibung ist hier an die Gewichtskraft m*g gekoppelt, also in die Richtung von g....
Wirken tut sie gegen Bewegungsrichtung...

Ich hatte immer Schwierigkeiten zu akzeptieren, dass die Größe der Auflagefläche keine Rolle spielen soll...

hawkeye hat geschrieben:Guten Morgen,

und schönen Dank schonmal für Eure Hilfe.
Was ich nur nicht verstehe, ist warum wirkt die Erdbeschleunigung hier direkt auf die Verzögerung?
Zwischen der Bewegungsrichtung des Autos und g sind doch 90°.

Grüße,
Daniel

Steht alles in der ersten Antwort...

Die Reibungskraft ist definiert als F_r = u*m*g.

Um die Bewegungsgleichung aufzustellen, musst du zuerst einen Zusammenhang zw. der Beschleunigung und der in der Bewegungsrichtung wirkenden Kraft auftstellen. Dieser ist m*a = - F_r = - u*m*g . Dann Masse kürzen und über die Zeit integrieren (+ Anfangsgeschwindigkeit als Integrationskonstante). Dann hast du eine Gleichung, die dir die v in Abhängigkeit der Zeit beschreibt. Du suchst die Zeit, nach der die v durch die Verzögerung gleich null ist. Also die v(t) Gleichung gleich null setzen und nach t auflösen.

hawkeye hat geschrieben: Was ich nur nicht verstehe, ist warum wirkt die Erdbeschleunigung hier direkt auf die Verzögerung?
Zwischen der Bewegungsrichtung des Autos und g sind doch 90°.

Grüße,
Daniel

tilomagnet hat geschrieben:Steht alles in der ersten Antwort...

Die Reibungskraft ist definiert als F_r = u*m*g.

Ich denke mal, die Frage war anschaulich gemeint. Man muss ja auch wissen, WARUM man gerade jetzt die Formel verwenden soll/darf.

Die Gewichtskraft wirkt nach unten und wird durch die Räder/das Fahrwerk kompensiert. Eine Bremskraft wirkt immer entgegengesetzt der Bewegungsrichtung. Würde sie nicht oder nur teilweise entgegengesetzt wirken, wäre es eine (teilweise) beschleunigende Kraft, die irgendwo herkommen müsste. Haben wir aber hier nicht.

Die Räder bremsen bildlich gesprochen durch das Verhaken der Gummioberfläche mit der Asphaltoberfläche. Durch dieses Verhaken von "senkrechten" Elementen kann die Kraft auch waagerecht wirken.

Die Stärke der Verhakung ist bedingt durch die Kraft, mit der Rad und Straße zusammengedrückt werden. Dies geschieht durch die Gewichtskraft. Daher darf man die Gewichtskraft in die Bremskraftgleichung einsetzen. Gewichtskraft und Masse sind allgemein über die Erdbeschleunigung verknüpft.

Das Maß, wie gut das Zusammendrücken in eine Bremswirkung umgesetzt wird, wird definiert durch den Bremskoeffizient, hier vereinfacht als Konstante angenommen.

Dies anschaulich der Zusammenhang zwischen Erdbeschleunigung und der Bremskraft.

viele Grüße,

Germerman

Candida hat geschrieben:Ich hatte immer Schwierigkeiten zu akzeptieren, dass die Größe der Auflagefläche keine Rolle spielen soll...

Bei Gummi (besitzt eine Art Fließverhalten / Viskosität) spielt die Auflagefläche schon eine Rolle, vor allem bei Kurvenfahrten. Nur bei absolut festen Körpern ist die Auflagefläche völlig egal.
Wer es nicht glaubt, kann ja mal mit einem Porsche > 300 PS und 145-er Reifen um die Kurven heizen.

LG
Martin

Weyoun hat geschrieben: LG
Martin

AAAAHHHH!

Ich habe gerade gesehen, Du betreibst eine private Knobelseite.

Das passt gut zu Dein Avatar.

Weiterso! Find ich gut.

Vielen Dank für die Blumen!

Leider komme ich momentan nicht großartig dazu, die Seite zu erweitern (vielleicht ab Januar wieder), doch es gibt ja genügend Rätsel bisher.

LG
Martin