66 Aufgaben zum Kapitel

111
🖩

Welche Masse muss eine Lokomotive mindestens haben, damit sie sich selbst und 30 Wagen von je 20 t ziehen kann, wenn der Fahrwiderstand 0,003 und die Gleitreibungszahl 0,2 betragen? Weshalb muss die Lokomotive in Wirklichkeit eine weit größere Masse haben?

112
🖩

schiefe Ebene

Ein Block beginnt auf einer schiefen Ebene ab einem Neigungswinkel von 60° zu rutschen. Wie groß ist die Reibung?

113
🖩

Wagen schieben

Mit welcher Kraft muss man einen Wagen von 15 t Masse anschieben, um ihm innerhalb von 80 s bei einem Reibungskoeffizienten von 0,01 die Endgeschwindigkeit 3 m/s zu erteilen?

114
🖩

Waggon schieben

Wie lange muss ein anfangs stehender Waggon von 12 t Masse angeschoben werden, damit er bei einer Schubkraft von 1570 N die Endgeschwindigkeit 2 m/s erreicht? (Reibungskoeffizient 0,01)

127
🖩

Bremsweg

Welchen Mindestbremsweg benötigt ein Auto auf ebener Fahrbahn aus trockenem Beton bei einer Geschwindigkeit von 50 km/h (`μ=0,9`)?

132
🖩

Pferdetramway

Ein Pferd zieht einen 1200 kg schweren Wagen unter einem Winkel von 30° 180 m weit. Der Reibungskoeffizient beträgt 0,004. Wie groß ist die Kraft, die das Pferd aufwenden muss? Welche Arbeit wurde verrichtet?

140
🖩

Rampe

RampeEine Rampe (schiefe Ebene) hat die Länge 10 m und die Höhe 1 m.

Welche Kraft ist erforderlich, um einen Körper mit der Masse 2 kg nach oben zu schieben, wenn man die Reibung nicht berücksichtigt?
Wie groß ist die verrichtete Arbeit?

144
🖩

Schiläufer

Ein Schifahrer (Masse 80 kg) durchfährt eine Mulde. Auf dem abfallenden Hang verliert er 12 m an Höhe, auf dem Gegenhang gewinnt er wieder 8 m. Zu Beginn und am Ende der Fahrt besitzt er keine Geschwindigkeit. Der Weg durch die Mulde hat die Gesamtlänge 160 m. Wie groß ist die mittlere Reibungskraft, mit der er während der Fahrt gebremst wurde?

162
🖩

Autofahrt

Welche Geschwindigkeit erzielt ein Auto (1000 kg) bei einer an die Räder abgegebene Leistung von 30 kW, das bei einer Reibungszahl µ = 0,03 und einem Luftwiderstand von 900 N auf horizontaler Straße fährt?

163
🖩

Ziehen einer Masse

Wie groß ist die Masse, die mit einer 30 kW - Maschine auf ebener Straße mit einer Geschwindigkeit von 15 m/s gezogen werden kann, wenn die Reibungszahl 0,15 ist?

164
🖩

Arbeit

Eine Maschine soll eine Last (`m=600" kg"`) um `s=10,5" m"` heben. Wie groß ist die dazu nötige Arbeit. Welche Zeit braucht dazu ein Motor bei einer Leistung `P=0,9" kW"`, wenn dabei zur Überwindung der Getriebereibung eine Arbeit von `W_"R"=10" kJ"` erforderlich ist? Welchen Wirkungsgrad weist die Maschine auf?

174
🖩

Anhänger

WagenEine 30 kW - Maschine zieht auf ebener Straße einen Anhänger mit einer Geschwindigkeit von 15 m/s bei einer Reibungszahl von 0,05. Wie groß ist die Masse des Anhängers?

179
🖩

Kohlewaggon

Ein leerer Kohlewaggon von 15 t rollt mit 6 m/s. Eine Ladung von 5 t Kohle wird plötzlich von oben in den Wagen gekippt.

Mit welcher Geschwindigkeit rollt er weiter?

180
🖩

Schuss in einen Holzblock

Eine Kugel von 7 g wird in einen Holzblock von 2 kg geschossen, der an einem langen Seil hängt. Die Kugel bleibt stecken. Der Stoß führt dazu, dass sich der Block um 10 cm hebt.
Wie groß war die Geschwindigkeit der Kugel?

272
🖩

Auto

Ein Auto hat bei einer Motorleistung von 40 kW eine Höchstgeschwindigkeit von 135 km/h. Auf welchen Wert muss die Motorleistung gesteigert werden, um eine Höchstgeschwindigkeit von 160 km/h zu erreichen?

283
🖩

Wie groß ist die Sinkgeschwindigkeit von Sandkörnchen (`ϱ=2,65" g/cm³"`) von 1 µm Radius in Wasser? (`η=0,001" Pa·s"`)

287
🖩

Fallschirmspringer

FallschirmspringerDer Fallschirm (32 kg) eines Piloten (75 kg) hat als Halbkugel 12 m Durchmesser und einen Widerstandsbeiwert `c_w = 1,3`.

Wie groß ist die Sinkgeschwindigkeit?

298
🖩

Motorleistung

Welche Motorleistung benötigt ein PKW (`m=1000" kg"`, `µ=0,03`, `A=2" m²"`, `c_"W"=0,38`) für eine Geschwindigkeit von 72 km/h bei einer Luftdichte von 1,25 kg/m³?

310
🖩

Ein PKW mit 2 m² Frontfläche und einem Widerstandsbeiwert von 0,4 fährt mit 70 km/h.

Welche Leistung muss der Motor aufbringen?

Welche Arbeit ist für eine Strecke von 30 km erforderlich?

847
✅ *

Ziehen eines Wagens

Wagen ziehenDie Kraft `F` zum Ziehen des Wagens ist …

873
✅ *

Wagen schieben

WagenUm den Wagen in Bewegung zu halten ist die Kraft …

1084

Welche Kräfte wirken auf eine Kugel, die auf waagrechter Ebene rollt? Wie reagiert die Kugel?

1085

Welche Kräfte wirken auf ein gleichförmig fahrendes Schiff?

1086

In welchen Fällen ist Reibung erwünscht? In welchen Fällen ist sie nicht erwünscht?

1088

Wie kommt Reibung zustande?

1089

Welche Arten von Reibung kann man unterscheiden?

1090

Nachteile der Reibung?

1091

Vorteile der Reibung?

1092

Was ist die Reibungskraft?

1093

Was versteht man unter der Reibungszahl?

1094

Wie berechnet man die Reibungskraft?

1216
🖩

Rampe mit Reibung

Eine Rampe (schiefene Ebene) hat die Länge `l=10" m"` und die Höhe `h=1" m"`.

Welche Kraft ist erforderlich, um einen Körper mit der Masse 2 kg nach oben zu schieben, wenn der Reibungskoeffizient `μ=0,3` beträgt?

Wie groß ist die verrichtete Arbeit?

1219
🖩

Wie viel Energie benötigt eine Lokomotive mit 56 t Masse mit einer Beschleunigungskraft von 60 kN in den ersten 10 Fahrsekunden?
Es ist eine geeignete Reibungszahl zu wählen.

1221
🖩

Kleinlastwagen fährt an

Wie viel Energie benötigt ein Kleinlastwagen von 7,5 t mit einer Beschleunigungskraft von 40 kN in den ersten 10 Fahrsekunden?
Es ist eine geeignete Reibungszahl zu wählen.

1236
🖩

Wie groß ist der Bremsweg eines Autos, das bei einer Geschwindigkeit von 18 km/h und einer Reibungszahl 0,05 ohne Betätigung der Bremsen ausrollt?

1337
🖩

Messerschnitt

Keilwirkung eines MessersEin Messer hat eine Klinge von 15 mm Breite und 1,8 mm Rückenstärke. Es soll ein Material mit einer Kraft `F_"n"=60" N"` trennen.

Es ist die dazu auf dem Messerrücken erforderliche Kraft mit Berücksichtigung der Reibung (`mu=0,2`) zu berechnen.

1888
🖩

Fahrt mit Reibung

Ein PKW der Masse 850 kg fährt auf einer Asphaltstraße mit gleichbleibender Geschwindigkeit (Fahrtwiderstandszahl 0,02).

Welche Antriebskraft muss der Motor aufbringen?

1889
🖩

Traktor mit Anhänger

Zwischen einem Traktor und einem Anhänger mit 4,2 t Gesamtmasse zeigt ein Kraftmesser beim Anfahren 1236 N, bei gleichförmiger Fahrt 906 N. Wie groß sind die Reibungszahlen?

1890
🖩

Ein PKW (`m=850" kg"`, `μ=0,02`) soll seine Geschwindigkeit in 10 s von 30 km/h auf 90 km/h steigern.

Wie groß ist die notwendige Antriebskraft?

1891
🖩

Ein Körper gleitet auf einer schiefen Ebene, deren Höhe sich zur Basislänge wie 1:3 verhält, mit `mu=0,2`.

Wie groß ist die Beschleunigung?

1892
🖩

Die Länge einer Bremsspur misst 44 m. Welche Geschwindigkeit ergibt sich, wenn die Reibungszahl 0,35 beträgt?

1893
🖩

Welche Beschleunigung ergibt sich für einen Eisenbahnwagen von 12 t bei einer Reibungszahl von 0,003, wenn eine Kraft von 750 N angreift?

1894
🖩

Auf einen auf horizontaler Stahlplatte liegenden Radiergummi (Haftreibungszahl 0,9) wirkt eine Kraft, die ihn gerade in Bewegung versetzt. Welche Beschleunigung erfolgt anschließend, wenn die gleiche Kraft weiter wirkt (Gleitreibungszahl 0,82)?

2108
🖩

Welchen Mindestbremsweg benötigt ein Auto auf ebener Fahrbahn aus trockenem Beton bei einer Geschwindigkeit von 100 km/h (μ = 0,9)?

2109
🖩

Welchen Mindestbremsweg benötigt ein Auto auf ebener Fahrbahn aus trockenem Beton bei einer Geschwindigkeit von 150 km/h (μ = 0,9)?

2239
🖩

Eine Mappe liegt auf einem Brett. Bei einer Neigung von 35° beginnt es zu rutschen. Wie groß ist die Haftreibung? Mit welcher Beschleunigung beginnt die Mappe zu rutschen, wenn die Gleitreibung 0,3 beträgt?

``

2240
🖩

Eine Kugel (`c_"W"=0,4`) mit 8 mm Durchmesser fliegt mit 125 m/s durch die Luft (`varrho=1,29" kg/m³"`). Welche Widerstandskraft erfährt sie dadurch?

2241

Wann tritt Haftreibung auf?

2242

Wann tritt Gleitreibung auf?

2243

Wann tritt Rollreibung auf?

2245

Wovon ist der Strömungswiderstand abhängig?

2246

Wie hängt die Leistung mit der Strömungsgeschwindigkeit zusammen?

2330
🖩

Welche Kraft überträgt Wasser von 20°C (`eta` = 0,001 Pa s) zwischen 2 Platten von je " 1 m²", deren Abstand 1 cm beträgt, wenn eine Platte mit 10 cm/s bewegt wird?

3135
🖩

Beim Aufschütten von losem Material bildet sich ein Schüttkegel mit einem Böschungswinkel aus. Für trockenen Sand beträgt er 32°.

Wie viel m³ Sand sind in einem 5 m hohen Schüttkegel aus Sand?

3879

In welcher Relation stehen Haftreibung, Gleitreibung und Rollreibung bei gleichen Materialien?

3880
🖩

Wanderfalke

Ein Wanderfalke mit einer Masse von 600 g erreicht im Sturzflug eine Geschwindigkeit von 340 km/h. Wie groß ist sein cW-Wert, wenn seine Querschnittsfläche etwa 70 cm² beträgt?

3888

Es sind Beispiele anzugeben, bei denen der Materialabrieb bei der Reibung genutzt wird.

4015
🖩

Welche Last kann man mit einer Handkraft von `100" N"` bei viermaliger Umschlingung eines Taues um einen fixen zylindrischen Balken im Gleichgewicht halten (`μ=0,25`)?

4414
🖩

Für einen Karton (`m=10" kg"`) beträgt der Haftreibungskoeffizient in Bezug auf seine horizontale Unterlage `μ_"H"=0,3`. Welche Kraft ist mindestens notwendig, um den Karton in Bewegung zu setzen?

5028
🖩

Eine Rampe (schiefene Ebene) hat die Länge `l=10" m"` und die Höhe `h=1" m"`. Welche Kraft ist erforderlich, um einen Körper mit der Masse 2 kg mit der Beschleunigung 0,4 m/s² nach oben zu schieben, wenn der Reibungskoeffizient `μ= 0,5` beträgt? Wie groß ist die verrichtete Arbeit?

6036

zu Aufgabe 6036Der Körper bewegt sich unter Einwirkung der Kraft `vec F` mit der Geschwindigkeit `vec v`. Tragen Sie die Richtung der Normalkraft `vec F_"N"` und der auf den Körper angreifenden Reibungskraft in die Skizze ein.

6629
🖩

Ein 2 m langes Seil mit der Masse 2 kg liegt ausgestreckt auf einem waagrechten Tisch. Ein Teil hängt über eine Kante senkrecht nach unten. Die Reibung zwischen Seil und Tisch beträgt 0,3. Ab welcher nach unten hängenden Länge beginnt das Seil nach unten zu rutschen?

6682
🖩

Wie groß ist die Reibungszahl µ in %, wenn man einen 13000 N schweren Heuwagen von einem Pferd ziehen lässt, und der eingebaute Kraftmesser 260 N anzeigt ?

6868

Untersuchen Sie die Angabe der Aufgabe 159 auf Plausibilität!

7074
✅ *

Für die Spurhaltung bei Kurvenfahrt eines Autos ist wesentlich die …

7075
✅ *

Bei blockierten Rädern beim Autofahren ist wesentlich die …

 

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19. Reibung

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