Eine Schachtel der Masse m=5kg rutscht reibungsfrei eine schiefe Ebene runter (siehe Skizze für genauere Angaben).
Wie stark wird die Schachtel durch die Hangabtriebskraft beschleunigt?
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Hangabtriebskraft
Formel der Hangabtriebskraft
Zunächst kannst du für die HangabtriebskraftFH die Formel
FH=m⋅g⋅sin(α)
verwenden.
Sinus bestimmen
Da aber in der Angabe kein Neigungswinkelα gegeben ist, musst du diesen noch bestimmen. Das kannst du mit Hilfe der Trigonometrischen Beziehung des Sinus am rechtwinkligen Dreieck.
In diesem Fall ist die Gegenkathete 40 Meter lang und die Hypotenuse 200 Meter.
sin(α)=HypotenuseGegenkathete=200m40m
Werte einsetzen
Die gegebenen Werte kannst du jetzt einsetzen bzw. sin(α) mit 200m40m ersetzen:
FH=m⋅g⋅sin(α)=5kg⋅9,81s2m⋅200 m40m=9,81N
Beschleunigung bestimmen
Die Beschleunigung bestimmst du, indem du das Aktionsprinzip (2. Newton'sche Axiom: F=m⋅a) verwendest und mit der Hangabtriebskraft gleichsetzt. Denn dieses Axiom besagt ja, wie stark ein Körper beschleunigt wird, wenn eine Kraft auf ihn wirkt:
FH=!m⋅a∣:m
⇔mFH=a
Also
a=5kg9,81N=5kg9,81s2kg⋅m≈1,96s2m
Die Schachtel wird also durch die Hangabtriebskraft mit 1,96s2m beschleunigt.
Du benötigst die Formel für Hangabtriebskraft
Als nächstes musst du den Sinus bestimmen
Setze nun die Werte ein
Dann bestimmst du die Beschleunigung
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