Lösungen zu m-0015


Aufgabe 1) Bestimmung von Drehmomenten
Wir messen in der Zeichnung direkt die Winkel und Abstände. Bite beachten: Winkel werden stets gegen den Uhrzeigersinn gemessen.
Ausgehend vom Maßstab 1cm <=> 1N bestimmen wir ebenso die Kräfte.
Das Drehmoment bestimmen wir dann aus:

D = d sin(α) F

Das gesamte Drehmoment erhalten wir abschließend aus der Summe der einzelnen Drehmomente.
Werte
Abstand d in cm Winkel α in ° Kraft F in N Drehmoment D in E-3 Nm
A 1,9 165 1,8 8,85
B 0,9 153 1,8 7,35
C 1,8 340 1,4 -8,62
D 1,4 110 1,3 17,00
gesamt --- --- --- 24,4

Aufgabe 2) Gleichgewicht
Wir erhalten als gesamtes Drehmoment wie in Aufgabe 1) D = -0,0714Nm

Für den Punkt D gibt es nun beliebig viele Möglichkeiten.
Bild

Aufgabe 3) kippender Laster
a) Berechnung der Drehmomente
Wir bestimmen grafisch die nebenstehenden Werte.
Nun berechnen wir die Drehmomente zu:
DWind = 5000N 4,35m sin(320°) = -13,98Nm
DGewichtskraft = 3000kg 9,81 m/s2 2,4m sin (42°) = 141,79Nm
Da das Drehmoment der Gewichtskraft überwiegt bleibt der Laster stabil auf der Strasse.

b) Wann kippt der Laster?
Dies passier sobald das Drehmoment des Windes das der Gewichtskraft übersteigt.
m g d1 sin α1 < FWind d2 sin(α2)
=> FWind > m g d1 sin α1 /(d2 sin(α2)) = -16.903 N
D.h. Wenn die Windkraft diesen Wert übersteigt kippt der Laster.
Bild


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