• Hangabtriebskraft
  • Urs Pedrocchi, Sportschule Glarnerland
  • 23.10.2023
  • Physik
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Steht ein Ski­fah­rer in der Ebene be­wegt er sich ohne Mus­kel­kraft nicht vor­wärts.

Zeich­ne unten alle Kräf­te ein, die in die­ser Si­tu­a­ti­on wir­ken. Der grüne Punkt ent­spricht dem Schwer­punkt des Kör­pers.
So­bald der Ski­fah­rer auf einer schie­fen Ebene steht (am Hang) be­ginnt der Ski al­lei­ne zu fah­ren und wird immer schnel­ler.
Somit muss es in der schie­fen Ebene noch eine neue Kraft geben, die den Be­we­gungs­zu­stand des Ski­fah­rers än­dert, die Hang­ab­triebs­kraft.

Als Hang­ab­triebs­kraft wird jene ent­lang des Hangs wir­ken­de Kraft im Ge­län­de be­zeich­net, die Schlitt­ler, Ski­fah­rer und Snow­boar­der be­schleu­nigt. Die Wirkt par­al­lel zum Un­ter­grund.
Die Nor­mal­kraft ist die Kraft, die die Skis oder den Schlit­ten auf den Boden drückt. Sie wirkt recht­wink­lig auf den Un­ter­grund.


Zeich­ne auf dem Bild unten links alle Kräf­te ein, die wir­ken.

Kon­struk­ti­on der Hang­ab­triebs­kraft

Ist das Ge­län­de schief, sorgt ein Teil der Ge­wichts­kraft für eine Be­schleu­ni­gung hang­ab­wärts. Der an­de­re Teil der Ge­wichts­kraft sorgt für die Nor­mal­kraft auf die Un­ter­la­ge, also die Kraft, die den Ge­gen­stand auf dem Boden hält.
Der Kraft­pfeil der Ge­wichts­kraft kann somit in zwei Teil­kräf­te zer­legt wer­den, um die un­ter­schied­li­chen Wir­kun­gen zu be­schrei­ben: in die Nor­mal­kraft und in die Hang­ab­triebs­kraft.
Kräf­te auf der schie­fen Eben­de

Für die gra­phi­sche Be­stim­mung von Hang­ab­triebs­kraft und Nor­mal­kraft auf einer schie­fen Ebene sind fol­gen­de Vor­aus­set­zun­gen wich­tig:

  1. Die Hang­ab­triebs­kraft ver­läuft immer par­al­lel zum Boden.

  2. Die Nor­mal­kraft ver­läuft immer senk­recht (nor­mal) zum Boden.

  3. Die Summe aus Hang­ab­triebs­kraft und Nor­mal­kraft er­gibt die Ge­wichts­kraft

1
Kon­stru­ie­re die wir­ken­den Kräf­te am fol­gen­den Ski­fah­rer, der eine Masse von 50 kg hat. Masstab: 5N = 1mm
2
Kon­stru­ie­re auf den fol­gen­den Bei­spie­len die Hang­ab­triebs­kraft (1cm = 2N). Die Kugel auf der schrä­gen Ebene hat eine Masse von 1kg.
No­tie­re neben der Zeich­nung
  • Wie gross ist die Hang­ab­triebs­kraft ?
  • Wie gross ist die Nor­mal­kraft ?
  • Wie gross ist der Stei­gungs­win­kel (Win­kel in an der rech­ten Ecke mes­sen)?
3
Was kannst du über den Zu­sam­men­hang vom Stei­gungs­win­kel und Hang­ab­triebs­kraft sagen?
4
Wel­che Kraft wird be­nö­tigt um die Kugel (m=2kg) auf der schrä­gen Ebene hoch­zu­zie­hen?
5
Wel­che Kraft be­nö­tigt der Mann um den Roll­wa­gen (m=8kg) mit der La­dung (m=25kg) die Rampe mit einem Win­kel von 25° hoch­zu­schie­ben?
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