Wippe: Hebelgesetz

[jan1233]

Hallo,
ich schreibe morgen eine Abreit und bitte euch dringend um Hilfe.
Ich verstehe alles über Magnetismus jedoch die Aufgabe mit dem Hebelgesetz und deren Rechnung verstehe ich nicht.

Ich schildere diese mal.

5. Der kleine Matthias ist mit seiner Schwester auf dem Spielplatz und will auf der Wippe schaukeln. Die Wippe ist 8 m lang. Matthias wiegt 40kg und seine Schwester wiegt 80kg. Matthias sitzt am Ende der Wippe

a) Wo muss seine Schwester auf der Wippe sitzen, damit die Wippe ausgeglichen ist?
Fertige eine Skizze an und berechne anschließend.

b) Matthias Bruder wiegt 64kg. Wo muss er sitzen?

c) Matthias Mutter muss 3m vom Drehpunkt entfernt sitzen. Wie viel wiegt sie?

Es reichen mir auch die Formeln und eine formale Erklärung wie ich vorgehen muss.
Als der Lehrer es erklärte habe ich es nicht verstanden, er meinte irgendwas mit einem Drehmoment, dann die Entfernung mit 1600Nm oder so...
Ich hoffe ihr könnt mir helfen!!
Vielen Dank!

[chris]

Hi jan1233,

es geht in der Tat um die Drehmomente.

Dass die Wippe ausgeglichen ist, muss das rechtsdrehende Drehmoment gleich dem linksdrehenden Drehmoment sein, also:



Also gilt:



l ist die Laenge der Wippe und d ist der Abstand der Schwester zum Drehpunkt, also ist Matthias l/2 + d von der Schwester enfernt.

Es ergibt sich:



Die anderen Aufgaben solltest du mit dieser Methode schaffen.

Falls nicht, frag nach.

Freundliche Gruesse,
chris

[jan1233]

Ich verstehe da einiges nicht
Die Antwort ist ausführlich und super aber ich bin in der 9 Klasse und habe nicht so viel Ahnung davon.
Also die letztendliche Formel ist deine letzte mit den d=m*g*l
Nur was soll hier g heißen... also wie soll ich da meine Zahlen einsetzen.
Anhand der Aufgabe jetzt mMatthias ist ja 40kg und dann g=?? * l=8m richtig?
Und mit der Schwester ist es dann 2*80kg*g=???

Vielen Dank!

[chris]

Also:

F_Matthias ist ja die Kraft die der Matthias ausuebt und die ist ja logischerweise F=m*g wobei g=9,81 m/s^2 der Ortsfaktor ist.

Wie du auch siehst, kannst du das g sogar kuerzen, es ergibt sich somit als Endformel:



d ist nun die Strecke, die die Schwester vom Drehpunkt weg ist.

[jan1233]

Oh man Chris, dafür könnte ich dir so dankbar sein
Vielen vielen vielen vielen vielen dank!

Nun frage ich mich wirklich wie ich die b und die c mache
Ich entschuldige mich für die unannehmlichkeiten

Ich habe auch bisschen für b und c rumexperimentiert doch kann kein Fazit ziehen mit den Formeln!

[chris]

(12.03.2012 21:44)jan1233 schrieb:  Ich habe auch bisschen für b und c rumexperimentiert doch kann kein Fazit ziehen mit den Formeln!

Was hast du denn versucht? Was ist dein Ansatz?

[jan1233]

(12.03.2012 22:44)chris schrieb:  

(12.03.2012 21:44)jan1233 schrieb:  Ich habe auch bisschen für b und c rumexperimentiert doch kann kein Fazit ziehen mit den Formeln!

Was hast du denn versucht? Was ist dein Ansatz?

Ich habe die Umkehroperation mit geteilt gemacht, doch nciht erfolgreich
Gibt es für die anderen auch Formeln und etc. ?
Bei der a) wüsste ich jetzt wie es geht Die b und c verstehe ich echt nicht!

[chris]

Was ist denn nun anders?

[jan1233]

(12.03.2012 22:55)chris schrieb:  Was ist denn nun anders?

naja jetzt haben wir z.B. bei der c) die gewichtskraft nicht... da weiß ich jetzt nicht wie ich das in der formel umstellen soll und bei der b) verstehe ich es jetzt es geht genau so da beträgt der drehmoment 2,5 m laut deiner formel die auch richtig ist, da ich auch hier die lösungen habe nur den rechenweg nicht verstanden habe
nun verstehe ich wirklich nicht wie ich die c) machen soll.

[chris]

(12.03.2012 23:05)jan1233 schrieb:  naja jetzt haben wir z.B. bei der c) die gewichtskraft nicht... da weiß ich jetzt nicht wie ich das in der formel umstellen soll

[quote]und bei der b) verstehe ich es jetzt es geht genau so da beträgt der drehmoment 2,5 m laut deiner formel die auch richtig ist, da ich auch hier die lösungen habe nur den rechenweg

Ich glaube du weisst noch nicht ganz so genau was das Drehmoment ist. Guck mal in deinen Heften nach.

Das Drehmoment ist M=r*F , also Weg * Kraft. Das Drehmoment M darfst du nicht verwechseln mit dem Abstand d. Das sind ganz unterschiedliche Dinge.

Was verstehst du nicht an der c).

Die Grundformel ist immer:

Die beiden Drehmomente muessen sich aufheben.

Freundliche Gruesse,
chris