Rollreibung durch Geschwindigkeitsabfall berechnen

  • Ein kleier Eisenwagen wird auf einer Schwefelbahn (Fahrbahn aus der Schule) auf eine Geschwindigkeit von v=0,4107 m/s beschleunigt und rollt von da an bis zum Stillstand aus. Der Wagen braucht 1,5375 Sekunden und 0,03241602 Meter zum Ausrollen und stehenbleiben. Der Wagen hat eine Masse von m=0,297 kg. Ich würde nun gerne den Rollwiderstandskoeffizient bzw. die Reibungskraft ausrechnen.
    Ich habe zwei Ansätze:
    1) Rechnen über den Bremsweg und der benötigten Zeit -> s = 0,5 * a * t^2 -> nach a umformen ( a=Bremsbeschleunigung ). Durch F=m*a die Beschleunigungskraft berechnen und diese mit der Reibungskraft Fr (Index "r") gleichsetzen. Fr = cr * Fn ("r" und "n" sind wieder Index) nach cr umformen, Fr und Fn einsetzten und fertig. Dabei komme ich auf einen Rollwiderstandskoeffizienten von 0,002798.

    2) Dieser Ansatz unterscheidet sich nur in der Berechnung der Bremsbeschleunigung a. Diese habe ich hier über die verlorene Geschwindigkeit und dem Zeitintervall, in der diese verloren geht, berechnet. v=a*t nach a umformen, v und t einsetzen. Hierbei komme ich auf einen Rollwiederstandskoeffizienten von 0,027.

    Welcher der beiden Ansätze sind nun richtig?
    Danke Leute!

  • Hallo,

    ich würde ganz anders rechnen.

    Die kinetische Energie des Wagens ist

    [TEX]E_{kin}=\dfrac{1}{2} mv^2[/TEX]

    Diese Energie wird durch Reibungsarbeit auf der Strecke s in Wärme umgesetzt.

    [TEX]E_r=F_r\cdot s[/TEX]

    Alles bekannt außer [TEX]F_r[/TEX]

    Viele Grüße
    Lord Nobs

    1 Nm = 1 Ws = 1 J

  • Hallo,

    ich habe mir die Aufgabe jetzt noch einmal genauer angeschaut. Deine Ansätze sind beide richtig. Dass sich die Ergebnisse um den Faktor 10 unterscheiden, ist mir zuerst nicht aufgefallen. Die Ziffern sind ja fast gleich. An den Zahlen für v, s und t ist etwas falsch. Es sind zwar beeindruckend viele Ziffern angegeben, aber vermutlich bei s oder v ist das Komma um eine Stelle verrutscht.

    Viele Grüße
    Lord Nobs

    1 Nm = 1 Ws = 1 J

    Einmal editiert, zuletzt von Lord Nobs (23. Februar 2015 um 22:18)