Schiefe Ebene

 Beispiele

Mit einer "Schiefen Ebene" bezeichnet man in der Physik eine Ebene, die unter einem Winkel gegen die Horizontale geneigt ist.

Kräftezerlegung an der schiefen Ebene (Ohne Reibung)

Die ursprüngliche Kraft an der schiefen Ebene ist die Gewichtskraft des Wagens 
FG =m.g = 1.9,81 N also rund 10 N

Nun zerlegt man die vertikale Gewichtskraft FG in 

  • die Hangabtriebskraft FH parallel zur Fahrbahn und in 
  • die Normalkraft FN  senkrecht dazu.

Siehe auch Leifiphysik oder bei dwu

Ohne Winkelfunktionen  löst man die Aufgaben mit einer Maßstabszeichnung:

1. Vom Schwerpunkt aus zeichnet man Hilfslinien parallel zur Fahrbahn und eine rechtwinklig zur Fahrbahn und ergänzt zu einem Rechteck, so dass die Gewichtskraft die Diagonale (Resultierende) bildet.
Man misst dann FH und FN  und rechnet die Längen mit Hilfe der Maßstabszahl um.

Beispiel 1

Eine 160 m lange Straße steigt um 10 m an, auf ihr steht ein Lastwagen mit 6,5 t 

a) Zeichnen ein Bild der Straße in geeignetem Maßstab! 

b) Welche Kraft ist erforderlich, um ein Abwärtsrollen des Lastwagens zu verhindern? (Ohne Reibung).

Einfache Aufgabe: http://www.fach-physik.de/vektoren/015_aufg2_schiefeEbene.htm Bsp 4

Mit Winkelfunktionen gilt:

 

Beispiel: Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit auf einer schiefen Ebene und die Kräfte, die dabei auftreten.

Je größer der Neigungswinkel , desto kleiner wird die Normalkraft und desto größer die Hangabtriebskraft. 

 

Zum Java Applet von Walter Fendt (Mirror 1) Kraftvektoren anklicken

Mit Reibung

Haften 

Für die Reibungskraft gilt. FHaft=fH.FN 
fH = Haftreibungszahl

Reibungskraft wirkt entgegengesetzt der Bewegungsrichtung

Ein Körper ruht an der schiefen Ebene, wenn die "Haftkraft" genauso groß wie die Hangabtriebskraft ist. 

Gleiten

Kommt der Körper ins Rutschen, dann ändern sich die Bedingungen. Die Hangabtriebskraft ist größer als die Reibkraft. Die Differenz zwischen beiden Kräften wird dazu verwendet, den Körper zu beschleunigen.

genaueres: http://theory.gsi.de/~vanhees/faq/mechbasics/mech-basics.html

Anwendungen der schiefen Ebene:

Eine Schiefe Ebene ist ein bewährtes Hilfsmittel, um schwere Gegenstände zu heben.

 

Schraube: Wickelt man ein Papierdreieck um einen Bleistift erkennt man, dass die Schraube eine schiefe Ebene ist.

Weitere Beispiele

E-Mail: BRG Ried i. I - Physikauswahl Aktualisiert am 02.08.2003