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Schiefe Ebene und Kräftezerlegung verstehen

Auf einer schiefen Ebene wird die Gewichtskraft in eine Komponente parallel und eine Komponente senkrecht zur Fläche zerlegt. Auf dieser Seite übst du Hangabtriebskraft, Normalkraft, Reibung, Gleichgewicht, Arbeit und mechanischen Vorteil.

Die Aufgaben passen besonders zu Klasse 8–10 und verbinden die Formeln mit Rampen, Rollstuhlrampen, Laderampen, Keilen und Schrauben.

So löst du Aufgaben zur schiefen Ebene

  1. Zeichne ein Freikörperbild und lege die Richtungen parallel und senkrecht zur Ebene fest.
  2. Verwende F_parallel = mg sin(α), N = mg cos(α) und F_R = μN.
  3. Stelle für Gleichgewicht oder Bewegung die Kraftbilanz parallel zur Ebene auf.
  4. Prüfe Winkel, Einheiten, Reibungsrichtung, Arbeit und die Plausibilität des Ergebnisses.

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Schiefe Ebene, Kräftezerlegung und mechanischer Vorteil online üben

Test 4 zu Kräftezerlegung, Reibung, Arbeit und mechanischem Vorteil mit 5 Aufgaben und Lösungen.

Wähle eine Antwort. Achte auf Winkel, Kraftkomponenten, Reibung, Arbeit, Einheiten und Kraftrichtungen.

5 Fragen
0/5 Fragen0 %
Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Wie wirkt sich eine größere Reibungszahl auf das Rutschen nach unten aus?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Die Reibung wird größer und die Beschleunigung nach unten kleiner..

  1. Kräfte und Geometrie bestimmen: Ordne Masse, Winkel, Höhe, Rampenlänge, Reibungskoeffizient und Kraftrichtungen zu.
  2. Schiefe Ebene anwenden: Die Reibung wirkt der Hangabtriebskraft entgegen und kann das Rutschen sogar verhindern.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Reibung wird größer und die Beschleunigung nach unten kleiner.. Kontrolliere Vorzeichen, Einheiten, Winkel und die Richtung der Kraftbilanz.

Die Reibung wirkt der Hangabtriebskraft entgegen und kann das Rutschen sogar verhindern.

2. FrageMultiple Choice

Ein Körper rutscht reibungsfrei eine 30°-Ebene hinab. Nutze g = 9,8 m/s². Wie groß ist a?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: 4,9 m/s²..

  1. Kräfte und Geometrie bestimmen: Ordne Masse, Winkel, Höhe, Rampenlänge, Reibungskoeffizient und Kraftrichtungen zu.
  2. Schiefe Ebene anwenden: a = g sin(30°) = 9,8 · 0,5 = 4,9 m/s².
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 4,9 m/s².. Kontrolliere Vorzeichen, Einheiten, Winkel und die Richtung der Kraftbilanz.

a = g sin(30°) = 9,8 · 0,5 = 4,9 m/s².

3. FrageMultiple Choice

Wie groß ist die Normalkraft auf einer 30°-Ebene für m = 2 kg und g = 9,8 m/s² ohne weitere Kräfte?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: N ≈ 17,0 N..

  1. Kräfte und Geometrie bestimmen: Ordne Masse, Winkel, Höhe, Rampenlänge, Reibungskoeffizient und Kraftrichtungen zu.
  2. Schiefe Ebene anwenden: N = mg cos(30°) = 19,6 · 0,866 ≈ 17,0 N.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet N ≈ 17,0 N.. Kontrolliere Vorzeichen, Einheiten, Winkel und die Richtung der Kraftbilanz.

N = mg cos(30°) = 19,6 · 0,866 ≈ 17,0 N.

4. FrageMultiple Choice

Wie groß ist die Hangabtriebskraft für m = 2 kg auf einer 30°-Ebene bei g = 9,8 m/s²?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: F_parallel = 9,8 N..

  1. Kräfte und Geometrie bestimmen: Ordne Masse, Winkel, Höhe, Rampenlänge, Reibungskoeffizient und Kraftrichtungen zu.
  2. Schiefe Ebene anwenden: F_parallel = mg sin(30°) = 19,6 · 0,5 = 9,8 N.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet F_parallel = 9,8 N.. Kontrolliere Vorzeichen, Einheiten, Winkel und die Richtung der Kraftbilanz.

F_parallel = mg sin(30°) = 19,6 · 0,5 = 9,8 N.

5. FrageMultiple Choice

Welche ideale Zugkraft hält die 2-kg-Masse auf der 30°-Ebene mit konstanter Geschwindigkeit oben?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: 9,8 N parallel zur Ebene..

  1. Kräfte und Geometrie bestimmen: Ordne Masse, Winkel, Höhe, Rampenlänge, Reibungskoeffizient und Kraftrichtungen zu.
  2. Schiefe Ebene anwenden: Ohne Reibung muss die Zugkraft die Hangabtriebskraft von 9,8 N ausgleichen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 9,8 N parallel zur Ebene.. Kontrolliere Vorzeichen, Einheiten, Winkel und die Richtung der Kraftbilanz.

Ohne Reibung muss die Zugkraft die Hangabtriebskraft von 9,8 N ausgleichen.

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Schiefe Ebene FAQ

Welche Formeln sind besonders wichtig?

F_parallel = mg sin(α), N = mg cos(α), F_R = μN und W = mgh gehören zu den wichtigsten Beziehungen.

Warum ist die längere Rampe kraftsparender?

Die gleiche Hubarbeit wird über einen längeren Weg verteilt; dadurch sinkt die erforderliche Kraft, idealerweise ohne die Arbeit zu verringern.

Gibt es Lösungen zu allen Aufgaben?

Ja. Jede Aufgabe enthält eine richtige Antwort, eine Erklärung und drei nachvollziehbare Lösungsschritte.