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Aufgabe

Fahrt einer Lokomotive

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Skizze zur Aufgabe

Eine Lokomotive fährt zunächst mit konstanter Geschwindigkeit.

a)Gib an, welche Kräfte auf die Lokomotive bei der Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit wirken.

Zeichne diese Kräfte in die Skizze ein.

Erläutere die Kräfte.

b)Nun beschleunigt die Lokomotive.

Erläutere, was sich in diesem Augenblick an den Kräften von Teilaufgabe a) ändert.

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Joachim Herz Stiftung
Abb. 2 Skizze zur Lösung

a)Nach unten wirkt die Gewichtskraft \({\vec F_{\rm{G}}}\) der Lokomotive. Durch die Verformung der Unterlage übt der Boden eine gleichgroße Kraft \({\vec F_{\rm{B}}}\) auf die Lokomotive aus, welche \({\vec F_{\rm{G}}}\) das Gleichgewicht hält.

Außerdem wirkt die Antriebskraft \({\vec F_{\rm{L}}}\) der Lokomotive, die mit der Reibungskraft \({\vec F_{\rm{R}}}\) (Luftreibung; Reibung auf den Schienen usw.) im Gleichgewicht ist.

b)Die Antriebskraft \({\vec F_{\rm{L}}}\) wird größer, während die anderen Kräfte zunächst gleich bleiben. Somit ist die resultierende Kraft aller 4 Kräfte nicht mehr Null, sondern nach vorne gerichtet.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Mechanik

Kraft und Kraftarten