Bremsstrecke bei Aufwärts/-Abwärtsbewegung berechnen

Question

Frohe Ostern zu erst :)

Und danke vorab für eure Zeit.

Folgendes Problem sind die Fragen bei folgender Aufgabe.

Ein Schienenfahrzeug fährt auf einer Strecke mit einer Steigung von 5%. Die Geschwindigkeit beträgt 36Km/h, und das Fahrzeug hat eine Masse M=6000Kg. Der Fahrwiderstandsbeiwert ist 0,01 und die max. Bremskraft beträgt 9810N

a) Wie groß ist die Bremsstrecke bei Aufwärtsbewegung ?

b) Wie groß ist   "      "                   "    Abwärtsbewegung ?

c) Wie groß ist die Zugkraft bei Aufwärtsfahrt , wenn diese gleichförmig erfolgt ?

Lösungen: a=22,486m    b=40,238m      c=3531,6N

Ich habe es bereits versucht alleine zu lösen da die Ergebnisse schon gegeben sind was gut zur Selbstkontrolle ist, jedoch scheiterte ich kläglich :/ . Ich weiß nicht mal mehr wie ich an die Sache rangehen soll da meine Ergebnisse einfach 0 Sinn ergeben haben. Hoffe jemand koennte mir die Aufgabe erklären wie man dies am besten angeht.

Danke im Vorraus 

Comments

Hallo

 was genau versteht ihr unter dem Fahrwiderstandsbeiwert? Rollreibungskoeffizient oder was anderes?

Weg: beim aufwärtsfahren wirkt die Hangabtriebskraft  bzw Beschleunigung zusätzlich zur maximalen Bremskraft,  dazu noch die Reibungskraft.

beim abwärtsfahren vermindert die Hangabtriebskraft die Bremskraft,

Gruß lul

Answer 1

Hallo Oliver,

zuerst brauchst du den Steigungswinkel α

tan(α) = 5% = 0,05   →   α ≈ 2,8624°

Daraus ergeben sich die Hangabtriebskraft  F_H = F_G ·sin(α)  =  m·g·sin(α)

und die Normalkraft  F_N = F_G · cos(α) = m·g·cos(α)

die Fahrtwiderstandskraft  F_R = 0,01 · F_N  = 0,01· m·g·cos(α)

Damit ergibt sich für die Bergauffahrt die Gesamtbremskraft

 F = F_H + F_R + 9810N

    = [ 6000·9.81·SIN(2,8624°) + 0.01·6000·9.81·COS(2,8624°) + 9810 ] N  ≈ 13340 N

Aus der Energiebetrachtung  Bremsarbeit = anfängliche kinetische Energie  ergibt sich für den Bremsweg s

F · s  = 1/2 · m ·v²   →  s  =  1/2 · m ·v² / F  ≈  22,49 m

Bei der Bergabfahrt  wirkt  F_H beschleunigend, ist also negativ einzusetzen. Dann erhalte ich

 F ≈ 7458,5 N   und   s ≈ 40,22 m

c)  Für die Zugkraft = F_H + F_R  erhalte ich

                    ≈ [ 6000·9.81·SIN(2,8624°) + 0.01·6000·9.81·COS(2,8624°) ] N  ≈  3527,2 N

Gruß Wolfgang

Comments

Hallo Wolfgang

Ich entschuldige mich für meine speate Antwort ! Ich habe die Aufgabe mit HIlfe anderer Quellen loesen koennen und somit diesen Beitrag komplett vergessen !

Aber ich danke dir auf jeden Fall für deine Zeit :)

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immer wieder gern :-)