Unsere Gewichtskraft (P = m.g), immer nach unten gerichtet, wirkt auf eine Kontaktfläche, so dass sie wirkt auf uns eine immer senkrechte Normalkraft (FN), die normalerweise auf unsere Füße ausgeübt wird und in diesem Fall auf zeigt oben. Normal und Gewicht sind kein Paar von Aktion und Reaktion, da sie auf denselben Körper wirken.
Wenn wir einen Aufzug betreten, können wir je nach seiner Bewegung verschiedene Empfindungen spüren. Denken Sie daran, dass der Körper nach dem ersten Newtonschen Gesetz dazu neigt, seinen Zustand beizubehalten, sei es in Ruhe oder bei MRU. Und nach dem Grundprinzip der Dynamik kann die Nettokraft (FR) berechnet werden durch FR = m.a, wobei m die Masse des Körpers und a die von ihm entwickelte Beschleunigung ist.
Es gibt fünf mögliche Fälle:
- Aufzug gestoppt oder auf und ab mit konstanter Geschwindigkeit (MRU):
In diesen Fällen entspricht die auf unsere Füße ausgeübte Normalkraft unserer Gewichtskraft, da die einzige Beschleunigung, die wir spüren, die Schwerkraft ist. Die resultierende Kraft zwischen Normal und Gewicht ist Null. FR = 0 --> FN = P
-Aufzug beginnt seine Aufstiegsbewegung:
Um nach oben zu fahren, erzeugt der Aufzug eine nach oben gerichtete Kraft mit einer positiven Beschleunigung nach oben. Da die Resultierende oben ist, ist die Normalkraft größer als die Gewichtskraft. FN > P --> FR = FN - P
-Aufzug beendet seine Aufstiegsbewegung:
Um anzuhalten, verlangsamt sich der Aufzug, wobei das resultierende Produkt nach unten zeigt, wodurch es gebremst wird. P > FN --> FR = P - FN
-Aufzug, der die Abstiegsbewegung beginnt:
Da es beschleunigt abfällt, zeigt seine Resultante nach unten. P > FN --> FR = P - FN
-Aufzug beendet die Abstiegsbewegung:
Wenden Sie beim Abwärtsfahren des Aufzugs eine nach oben gerichtete Kraft an, um zu stoppen. FN > P --> FR = FN - P
Da unsere Kraft P immer konstant ist, würde eine Skala auf der Aufzugsetage den Wert der jeweils aufgebrachten Kraft FN anzeigen. Als Beispiel, eine Person mit Masse = 60 kg, in einem Aufzug, der mit einer Beschleunigung von 3 m/s² auf und ab fährt, er hat eine Kraft P = 600 N (bei g = 10 m/s²) und die Skala zeigt seinen FN im Bereich von 420 N bis 780 N an. Damit können wir die falsche Vorstellung widerlegen, dass die Waage unsere Gewichtskraft misst, sie misst die normale Reaktionskraft auf das Gewicht, die, wie wir gesehen haben, je nach Situation variieren kann.
Eine Kuriosität ist, dass, wenn der Aufzug mit einer Beschleunigung gleich der Schwerkraft abwärts fährt (er fällt einfach unter die Schwerkraft), seine Normalkraft ist Null (FN = 0), die Person würde also innerhalb der Aufzug. Der gleiche Effekt wird in Freifallflugzeugen zur Ausbildung von Piloten und Astronauten genutzt, um Schwerelosigkeit zu simulieren.
Hör jetzt nicht auf... Nach der Werbung kommt noch mehr ;)
Von Luciano Calaça
Abschluss in Physik
Schulmannschaft Brasilien
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Mechanik - Physik - Brasilien Schule
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ALVES, Luciano Calaça. "Physik im Aufzug"; Brasilien Schule. Verfügbar in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-fisica-no-elevador.htm. Zugriff am 27. Juni 2021.
