Lösung für Aufgabe 17.1.15 aus der Sammlung von Kepe O.E.

17.1.15. Es ist erforderlich, die Spannung eines der Fäden zu bestimmen, die nach dem Bruch des zweiten Fadens den Materialpunkt M mit der Masse m = 2 kg im Gleichgewicht hält.

Antwort: 9,81.

Dieses Problem wird mithilfe des Energieerhaltungssatzes und des Gleichgewichtsgesetzes gelöst. Nachdem einer der Fäden gerissen ist, beginnt sich Punkt M durch Trägheit zu bewegen. Im Moment des Bruchs ändert sich jedoch die Spannung im verbleibenden Faden und entspricht der Schwerkraft des Punktes M, also mg.

Da Punkt M im Gleichgewicht ist, muss die Summe der auf ihn einwirkenden Kräfte gleich Null sein. Daraus folgt, dass die Spannung im verbleibenden Faden ebenfalls gleich mg ist.

Somit beträgt die Spannung eines der Fäden, die den Punkt M im Gleichgewicht halten, zum Zeitpunkt unmittelbar nach dem Bruch des zweiten Fadens 9,81 N (d. h. die Schwerkraft des Punktes M).

Lösung zu Aufgabe 17.1.15 aus der Sammlung von Kepe O.?.

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Die Lösung des Problems basiert auf der Anwendung des Energieerhaltungssatzes und des Gleichgewichtsgesetzes. Nachdem einer der Fäden gerissen ist, beginnt sich Punkt M durch Trägheit zu bewegen. Im Moment des Bruchs ändert sich jedoch die Spannung im verbleibenden Faden und entspricht der Schwerkraft des Punktes M, also mg. Da Punkt M im Gleichgewicht ist, muss die Summe der auf ihn einwirkenden Kräfte gleich Null sein. Daraus folgt, dass die Spannung im verbleibenden Faden ebenfalls gleich mg ist.

Im Produkt finden Sie eine detaillierte Beschreibung zur Lösung des Problems anhand von Formeln und Schritt-für-Schritt-Erklärungen. Dieses Produkt wird sowohl für Schüler als auch für Physiklehrer nützlich sein. Mit dem Kauf dieses digitalen Produkts erhalten Sie die Möglichkeit, sich schnell und einfach auf Prüfungen vorzubereiten und Ihr Wissen zu testen.

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Lösung zu Aufgabe 17.1.15 aus der Sammlung von Kepe O.?. besteht darin, die Spannung eines der Fäden zu bestimmen, die einen materiellen Punkt mit der Masse 2 kg im Gleichgewicht hält. Dazu ist es notwendig, die Newtonschen Gesetze der Dynamik und Gleichgewichtsbedingungen zu nutzen.

Aus der Gleichgewichtsbedingung folgt, dass die Summe aller auf einen materiellen Punkt wirkenden Kräfte gleich Null ist. Nachdem einer der Fäden gerissen ist, beginnt nur noch eine Kraft auf den Materialpunkt zu wirken – die senkrecht nach unten gerichtete Schwerkraft.

Nach dem zweiten Newtonschen Gesetz ist die Summe aller auf einen materiellen Punkt wirkenden Kräfte gleich dem Produkt aus Masse und Beschleunigung:

ΣF = ma

Da sich der materielle Punkt im Gleichgewicht befindet, ist die Beschleunigung Null, was bedeutet, dass auch die Summe aller Kräfte Null ist.

Die senkrecht nach unten gerichtete Schwerkraft wird durch die Spannung der schräg zum Horizont nach oben gerichteten Fäden kompensiert. Aus geometrischen Überlegungen lässt sich zeigen, dass diese Fäden die gleichen Abweichungswinkel von der Vertikalen aufweisen.

Somit ist die Spannung jedes Fadens gleich der halben Schwerkraft:

T = mg/2 = 2 kg * 9,81 m/s^2 / 2 = 9,81 N

Antwort: 9,81.

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