Physik: Seilkraft ohne Seillänge errechnen

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Hallo,

ich habe in Physik eine Aufgabe, bei der ich nichtmal einen Ansatz schaffe. Ich soll die Seilkräfte dieser Konstruktion berechnen:



Grundsätzlich muss gelten, dass die Seilkräfte zusammen so groß sind, wie die daran ziehende Gewichtskraft G, welche als m*g definiert ist.
Daher die Masse M mal Erdbeschleunigung g= 9,81 m/s^2. Jedoch weiss ich nicht wie ich die auf die einzelnen Seile wirkenden Kräft zerteilen soll, somal keinerlei angaben zur Länge der eile gemacht wurden

MfG
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Wir haben auch ein Physikforum dafür.

Zu deiner Frage:
Den Sachverhalt hast du schonmal richtig erkannt. Du musst nur noch die Kräfte in einen waagrechte (x-Richtung) und senkrechte (y-Richtung) Komponente aufteilen. Vielleicht hilft dir das schon weiter? Fehlt wirklich nicht mehr viel.
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In die Richtung gingen meine Gedanken auch schon, aber zählen denn dann nur die Kräfte in Y-Richtung, da diese ja in Richtung der Erdbeschleuigung sind?

Prinzipiell hätte ich für das linke Seil eine Senkrecht auf dem Gewicht stehende Gerade eingezeichnet. Welche man als Gegenkarthete des 60° Winkels oben links verwenden und dann den Sin nutzen könnte. Unten rechts könnte man die Kraft in Y-Richtung als Ankathete eines Cos des bekannten Winkels sehen. Leider hat man mit der jeweiligen Kraft in Y-Richtung und der Seilkraft in beiden trigonometrischen Funktionen immernoch 2 Unbekannte.
Ich bin mir nicht sicher wie man die Gleichung auf-/umstellen muss.
Unter der Aufgabe war noch als Hilfestellung gegeben: cos(60°) = 1/2 = sin(30°) und cos(30°) = sqrt(3)/2 = sin(60°)

Mit diesem Hinweis könnte man FS1 von =F1,Y / sin(60°) in =2* F1,Y umschreiben oder vielleicht in einen cos umwandelkn wenn dass irgendwie Sinn macht

Dass es es Physik-Schwesterforum gibt wusste ich nicht. Sollten weitere Physikfragen aufkommen werde ich es in Zukunft nutzen :D
  ─   patapusplatapus 07.04.2021 um 10:15

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Die jeweiligen y-Komponenten hast du richtig erkannt. Beide zusammen müssen gleich der Schwerkraft sein. Also
\( F_g = F_{s1,y}+F_{s2,y}\)
Jetzt hast du wie selbst schon gesagt zwei Unbekannte. D.h. du brauchst eine zweite Gleichung. Die würdest du über die waagrechte Komponente bekommen. Die resultierende Kraft in x-Richtung ist Null, aber die einzelnen Seilkräfte eben nicht. Den Rest solltest du locker alleine schaffen. :)
  ─   gardylulz 07.04.2021 um 21:51

"Die resultierende Kraft in x-Richtung ist Null, aber die einzelnen Seilkräfte eben nicht."
Also Hätte ich $$ I: F_G= F_{s1,y} + F_{s2,y}$$ $$ II: 0=F_{s1,x} + F_{s2,x} $$
Jetzt könnte ich über trigonometrische Funktionen den Bezug zu S1/S2 herstellen, ich verstehe aber trotzdem nicht wie ich dir Formel letzlich umstellen muss, da ja selbst wenn ich gleichung 1 zu einer der y-Komponenten umstelle, die jeweils andere zur Bestimmung gebraucht wird. Für die andere könnte man dann durch Umstellung einer trigonometrischen Funktion eine Gleichung bekommen, welche dann allerdings immernoch von der x-Komponente abhängig ist erhalten
  ─   patapusplatapus 10.04.2021 um 14:14

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Der Ansatz stimmt. Du hast es doch schon so gut wie. :) Setz jetzt nur noch wie du selber vorher schon geschrieben hast
\(F_{s1,y} = F_{s1}\sin 60°\) und \(F_{s2,y}=F_{s2}\cos 60°\) ein
Logischerweise ist sind die x-Komponenten dann einfach
\(F_{s1,x} = F_{s1}\cos 60°\) und \(F_{s2,x}=F_{s2}\sin 60°\)
Jetzt hast du zwei Gleichungen nur noch von \( F_{s1}\) und \( F_{s2}\).

Wenn man mal nicht weiter weiß, dann hilft es oft einfach alles soweit zu rechnen wie man kann (das gilt auch, wenn man gar nichts weiß, aber so ordnet man gedanklich schon mal alles). Oft sieht man dann beim Umformen den nächsten Schritt, den man vorher nicht gesehen hat.
  ─   gardylulz 10.04.2021 um 15:59

Vielen Dank. Ich scheine seit der versemmelten Klausur ziemlich abgebaut zu haben. Nochmal fürs Protokoll die Gleichungen: https://imgur.com/TyhCAOW (ich habe es bei imgur hochgeladen, da man Kommentaren keine Bilder anfügen kann)

Eine der Formeln wird dann nach FS1 oder FS2 umgestellt und die Gleichung dann für die jeweilige Variable in die andere Formel eingesetzt um einen absoluten Wert für die andere Variable heruaszubekommen. Der absolute Wert kann in eine der beiden Ausgangsformeln eingesetzt werden um das absolute Ergebnis der anderen variable heraus zu bekommen.

Dabei ist es essentiell, dass man die umgestellte Gleichung um das erste absolute Ergebnis einer der Variablen heraus zu bekommen in die dafür nicht benutzte Formel einsetzt oder? Ich habe S1 = 606,22 N und S2 = -350 N heraus. Dass kommt mir ansich zwar komisch vor weil einer der Werte negativ ist, aber wenn ich zur Probe die trigonometrischen Funktionen einsetze um die Y Komponenten auszurechnen kommen diese addiert tatsächlich auf die Gewichtskraft von 350 N. (mit g= 10)
Habe ich endlich richtig gerechent ?
Vielen Dank für deine unermüdliche Hilfe
  ─   patapusplatapus vor 5 Tagen, 8 Stunden

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\(\vec F_G =\vec F_1'+\vec F_2'\), wobei \(\vec F_1'\) und \(\vec F_2'\) die vertikalen Komponenten von  \(\vec F_1\) und \(\vec F_2\) sind
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