Ein Tram fährt stadteinwärts eine lange Strecke bergab. Auf einer Fahrstrecke von 510m macht das Tram 31 Höhenmeter.
a) Wie gross ist der Neigungswinkel dieser Strecke?
tanα=GKAK31m510m=tanα(0.060784)α=arctan(0.060784)=3.5°
b) Das Tram fährt mit 45km/h bergab und muss plötzlich wegen einem Kinderwagen eine Notbremsung machen (Reibungswert=0.18). Wie lange wird der Bremsweg und wieviele Meter sind es mehr als im Fall der Geradeausfahrt?
v=45km/h=45000m3600s=12,5m/sF=m·aa=Fm=μ·m·gm=μ·gs=v22as=12,522μg=12,522∗0,18∗9,81s=44m
c) Das Tram (33 Tonnen) muss am Hang auch bergauf anfahren können. Welche Maximalsteigung [% und Winkel] kann es bewältigen? Bevor das Tram sich bewegt, haftet es auf den Schienen (Reibungswert=0.25)
c) Das Tram (33 Tonnen) muss am Hang auch bergauf anfahren können. Welche Maximalsteigung [% und Winkel] kann es bewältigen? Bevor das Tram sich bewegt, haftet es auf den Schienen (Reibungswert=0.25)
G=m⋅g
Fschiene=G⋅cos αFReibung=Fschiene⋅μ=G⋅cos α⋅μFhang=G⋅sin α
Fantrieb=Fhang+FreibungFantrieb=G⋅(sin α+μ⋅cos α)
Fantrieb=33⋅103⋅9,81 kg⋅ms2⋅(sin α+0,25⋅cos α)Fantrieb=323,73⋅103 N⋅(sin α+0,25⋅cos α) ist unwichtig
Maximalsteigung
Fhang=FreibungG⋅sin α=G⋅cos α ⋅μμ=sin αcos α=tan αtan α=0,25α=arctan 0,25
α=14°2′10″
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