Arbeitsblatt: Dossier zu Mechanik

Material-Details

Geschwindigkeit, Kräfte, mechanische Arbeit und Leistung und die goldene Regel der Mechanik
Physik
Gemischte Themen
8. Schuljahr
28 Seiten

Statistik

208544
76
5
06.02.2024

Autor/in

Chantal Mühlemann
Land: Schweiz
Registriert vor 2006

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Textauszüge aus dem Inhalt:

Dossier Mechanik Bewegung, Kräfte, Arbeit und Leistung Name: Inhaltsverzeichnis Gewichtskraft Masse 2 Dossier Mechanik Gravitation13 1. Weg – Zeit – Masse Die Physik beschäftigt sich mit Grössen der Natur. Jede Zahl besitzt also eine Masseinheit, damit sie auch zugeordnet werden kann. Hier die 3 wichtigsten Grunddefinitionen: Definition Symbol (Formelzeichen Einheit Abkürzung der Einheit Weg Zeit Masse Definition „1 Meter von 1783 bis 1983 Definition „1 Meter ab 1983 Der Urmeter ist in Paris aus einer Legierung aus Iridium (Edelmetall) ausgestellt. im Vakuum in zurücklegt. 1 Meter Strecke, welche das Licht Definition „1 Sekunde ab 1960 Definition „1 Sekunde bis 1960 1 Sekunde 86‘400-ster Teil eines mittleren Sonnentages 1 Sekunde Schwingungsdauer einer bestimmten Anzahl Schwingungen eines Cäsiumatoms (Alkalimetall). Definition „1 Kilogramm seit 1889 1 Kilogramm ist die Masse des internationalen Kilogrammprototyps. Dieses Urkilogramm steht in Paris. 1 kg entspricht dem Gewicht von 1 Liter Wasser bei 4 C. Das Volumen entspricht genau einem Würfel von 1 dm Kantenlänge 1 dm3 Volumen. 3 Dossier Mechanik 2. Geschwindigkeit Die Geschwindigkeit gibt an, welcher Weg in einer bestimmten Zeit zurückgelegt wird. Man kann sie berechnen, wenn man weiss, wie lang der zurückgelegte Weg ist und wie viel Zeit dafür gebraucht wird. Symbol (Formelzeichen Definition Einheit Geschwindigkeit Diese Einheiten können wir ineinander umrechnen. 1 s min Geschwindigkeit in 1 4 km min Dossier Mechanik h km km Geschwindigkeit in h s s Abkürzung der Einheit Geschwindigkeit in km Geschwindigkeit in s 2.1 Verschiedene Geschwindigkeit Berechne in der untenstehenden Tabelle die fehlenden Grössen. Stelle die mit versehenen Geschwindigkeiten grafisch dar und beschrifte die entstandenen Graphen. 2.2 Berechnungen zur Geschwindigkeit 5 Dossier Mechanik 1. Ein Wagen braucht 3.5 Sekunden, um eine Strecke von 34.2 zurückzulegen. Berechne seine Geschwindigkeit (m/s und km/h). 2. Ein Fussgänger bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 1,2 m/sec Welche Strecke legt er in einer Stunde zurück? 3. Wie lange fährt ein Auto von Zürich nach Hamburg (s 900km), welches sich mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 120 km/h bewegt? 4. Ein Auto hat eine Geschwindigkeit von 72 km/h. Wie weit kommt es in 5 s? 5. Usain Bolt brauchte für seinen Weltrekord über 100 nur 9.58 s. Wie hoch war seine Geschwindigkeit in km/h? 6. Ein Auto durchfährt eine Messstrecke von 50 in 8 Sekunden. Hat es die erlaubte Geschwindigkeit von 50 km/h überschritten? 7*. Die Erde dreht sich bekanntlich einmal im Tag (24 h) um die eigene Achse. Nun beträgt der Umfang der Erde am Äquator ungefähr 40 000 km. Mit welcher Geschwindigkeit bewegt sich also jemand fort, der auf dem Äquator steht? 8*. Die Erde umkreist in einem Jahr die Sonne. Die Länge ihrer Bahn beträgt ungefähr 940 Mio. km. Mit welcher Geschwindigkeit bewegt sie sich fort? 9*. Der Mond hat eine durchschnittliche Distanz von 384 400 km von der Erde. Wenn du mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 5 km/h zum Mond wandern könntest, wann würdest du ankommen? 3. Kräfte und ihre Wirkung 6 Dossier Mechanik Lies den Text aufmerksam durch. Beantworte anschliessend die untenstehenden Fragen. 1. Bei welchen Bildern handelt es sich um eine elastische oder plastische Verformung? 2. In welchen von folgenden Situationen spielen physikalische Kräfte eine Rolle? Besprecht zu zweit Ein Lehrkraft schlägt wütend den Zeigestock auf den Tisch, so dass dieser zerbricht. Ein Schlitten fährt einen Hang hinunter und kommt auf einen mit Sand bestreuten Weg. Ein Autofahrer gibt Gas und überholt einen Lastwagen. 7 Dossier Mechanik Der Grossvater trägt eine Brille aufgrund seiner geringen Sehkraft. Ein Apfel fällt vom Baum. 3.1 Einheit der Kraft Kräfte werden in Newton gemessen. Die Einheit der Kraft beträgt also: Definition Symbol (Formelzeichen Einheit Abkürzung der Einheit Benannt nach dem englischen Physiker, Mathematiker, Astronom, Alchemist und Philosoph Sir Isaac Newton, 1643 – 1727. 1 Newton entspricht der Kraft, die wir benötigen, um eine Tafel Schokolade 100g aufzuheben. Zeichnerisch stellt man Kraft als Pfeile dar. Die Richtung des Pfeils gibt die Richtung der Kraft an, der Anfangspunkt bezeichnet den Angriffspunkt der Kraft und die Länge des Pfeiles gibt die Grösse der Kraft. Ermittle, welche Grösse die Kräfte F1 bis F9 haben, wenn 1 cm 10 ist. 8 Dossier Mechanik den den Ordne die folgenden Aussagen richtigen Grafiken zu. Schreibe die Nummer zu Pfeilen. 1. Ein Heissluftballon steigt. Die Auftriebskraft ist grösser als die Gewichtskraft. 2. Zwei Schülerinnen ziehen drei Schüler beim Tauziehen über die Grenzlinie. 3. Drei Schüler ziehen zwei Mädchen beim Tauziehen über die Grenzlinie. 4. Ein Heissluftballon sinkt, weil die Gewichtskraft grösser geworden ist als die Auftriebskraft. 5. Ein Heissluftballon schwebt, weil die Auftriebskraft und die Gewichtskraft gleich gross sind. 6. Herrchen will heimgehen, Bello aber nicht. Beide ziehen gleich stark. 9 Dossier Mechanik Zeichne in die Abbildungen die jeweils wirkenden Kräfte ein. 3.2 Kräfte messen Kräfte werden mit einem Newtonmeter gemessen. Auf dem folgenden Bild siehst du den Aufbau dieses Messgerätes. Beschrifte die Abbildung mit folgenden Begriffen: Nullpunktschraube, Grobskala, Zeiger, Schraubenfeder, Gehäuse, Feinskala 10 Dossier Mechanik Ziel: Du kannst mit dem Newtonmeter in sinnvoller Genauigkeit messen. Auftrag: Miss mit dem Newtonmeter wie viel Kraft du benötigst für gewisse Aktionen, wie zum Beispiel das Öffnen des Reissverschlusses des Etuis Bestimme auch die Gewichtskraft von verschiedenen Gegenständen. Also hänge die Gegenstände an den Newtonmeter und lies an, mit welcher Kraft der Gegenstand von der Erde angezogen wird. ACHTUNG:Das Newtonmeter darf nicht überspannt werden. Sei also vorsichtig, ansonsten geht die Feder kaputt! Halte deine Messungen hier fest: 3.3 Eigenschaften von Kräften Aus den letzten Kapiteln und Aufgaben halten wir zusammenfassen die Eigenschaften von Kräften fest: 11 Dossier Mechanik 1 2 3 4 Zusatzaufgabe: Der Begriff „Kraft wird nicht nur in der Physik verwendet. a. Suche Alltagsbeispiele, die sich vom physikalischen Kraft-Begriff unterscheiden. Notiere mindestens zwei Beispiele und wende jedes Beispiel in einem Satz an. b. Erkläre in 2 – 3 Sätzen, inwiefern sich der Begriff „Kraft in deinen Beispielen vom physikalischen Kraft-Begriff unterscheidet. 4. Masse und Gewichtskraft 12 Dossier Mechanik Die Erdanziehung bewirkt, dass alle Körper von der Erde angezogen werden. Die Anziehungskraft zwischen der Erde und einem Körper/Gegenstand heisst Gewichtskraft. Sie ist zum Mittelpunkt der Erde gerichtet. Das heisst, die Gewichtskraft wirkt überall auf der Erde senkrecht zur Erdoberfläche. Darum bleibt alles auf der Erde und darum fällt ein Ball senkrecht, wenn du ihn loslässt. Die Gewichtskraft gibt es nicht nur auf der Erde, sondern auch auf allen anderen Planeten. Gewicht und Masse sind nicht das Gleiche Wenn im Alltag von „Gewicht gesprochen wird, ist damit fast immer eine Angabe in Gramm oder Kilogramm gemeint. Gramm und Kilogramm sind aber Einheiten der Masse. Wird in der Physik von „Gewicht gesprochen, dann ist die Gewichtskraft gemeint. Die Masseinheit der Gewichtskraft ist Newton (N). 1 kg Masse wird an der Erdoberfläche mit einer Gewichtskraft von genau 9,81 Newton (rund 10 Newton) gegen den Erdmittelpunkt hin angezogen. Diese Anziehungskraft/Schwerkraft wird auch Gravitation (latein. gravis schwer) genannt. Definition Abkürzung Einheit Bezeichnung Die Gewichtskraft lässt sich also so errechnen durch folgende Formel. Gewichtskraft Masse Gravitation Fg Aufgabe: Errechne deine eigene Gewichtskraft. Schreibe die Rechnung auf. 4.1 Die Gewichtskraft ist nicht überall gleich 13 Dossier Mechanik Eine gewaltige Ausrüstung mussten die ersten Mondfahrer mit sich herumschleppen. Filmaufnahmen zeigen aber, dass sie auf dem Mond überhaupt keine Schwierigkeiten hatten. In den Schuhen lagen sogar Bleisohlen, damit die Astronauten nicht so hochhüpften. Die Gewichtskraft ist auf dem Mond offensichtlich als auf der Erde. Die Grösse der Gewichtskraft hängt also nicht allein vom Gegenstand ab, sondern auch vom Himmelskörper, auf dem er sich befindet. Die Masse des Gegenstandes ist überall jedoch gleich, d.h. unabhängig vom Ort an dem der Körper sich befindet. Merke: Die eines Körpers ist ortsunabhängig. Die jedoch nicht. 14 Dossier Mechanik 5. Physikalische Arbeit Herr Marty ist Lehrer. Er hat in seiner Klasse einen Aufsatz schreiben lassen und sitzt nun zuhause, um zu korrigieren. Ist das Arbeit, was er da macht? Nun, er selbst ist sicherlich der Meinung, dass er gerade arbeitet. Doch im physikalischen Sinn ist das keine Arbeit! Die Aufsatzhefte sind vergessen, die Schule ist weit weg. Herr Marty geht seinem Hobby nach, dem Bergsteigen. Hier denkt er sicher nicht an Arbeit. Und doch: Gerade jetzt würden die Physiker sahen, dass Herr Marty arbeitet. Im physikalischen Sinne ist Bergsteigen nämlich Arbeit! Arbeit in physikalischem Sinne wird nur verrichtet, wenn ein Körper mit einem Kraftaufwand bewegt wird. Die Arbeit berechnet sich dabei als Produkt aus der Gewichtskraft und dem zurückgelegten Weg. Wo wird hier im physikalischen Sinn gearbeitet? Definition Symbol (Formelzeichen Einheit Abkürzung der Einheit Arbeit 1 Joule entspricht der Arbeit, die man verrichtet, wenn man eine Tafel Schokolade 100g 1N einen Meter hochhebt. Ein Kran hebt verschiedene Lasten jeweils vom Boden aus in unterschiedliche Höhen. Vergleiche die verrichtete Arbeit jeweils in den Fällen und miteinander. Wo wird mehr Arbeit verrichtet? 15 Dossier Mechanik 5.1 Übungsaufgaben zur Berechnung physikalischer Arbeit Hubarbeit eines Krans berechnen. Einige Angaben sind bekannt. Ergänze die fehlenden. Masse (m) erforderliche Kraft (F) 250 zurückgelegter Weg (s) 2.5 6 kg 25 400 20 cm 60 kN 40 cm 8m 1.6 verrichtete Arbeit (w) 2 400 8 400 1. Eine Mutter stösst ihren Kinderwagen während eines Spaziergangs 3,6 km weit. Sie wendet dabei eine durchschnittliche Kraft von 18 auf. Berechne die Arbeit, welche die Mutter verrichtet. 2. Ein Knabe von 45 kg Masse trägt 12 Kisten Holz von durchschnittlich 12 kg Gewicht aus dem Keller in die Wohnung. Die Höhendifferenz vom Keller in die Wohnung beträgt 6,8 m. Wie viel Hubarbeit hat der Knabe verrichtet? (Eigengewicht mitrechnen!) 3. Ein Flugzeug von 127 Startgewicht steigt nach dem Start 9700 m. Berechne die Hubarbeit, welche die Triebwerke verrichten müssen. 4. Eine Gondelbahn von 580 kg Eigengewicht trägt 5 Personen von 82, 46, 74, 63 und 55 kg Gewicht von der Talstation (937 über Meer) zur Bergstation (1674 über Meer). Berechne die Hubarbeit, welche für diese Fahrt gebraucht wird. 16 Dossier Mechanik 5. Zur Überwindung des Luftwiderstandes und der Reibung muss ein Automotor während einer Fahrt durchschnittlich 1,5 kN (Kilonewton 103 Newton) Kraft erzeugen. Der Autofahrer fährt 70 km weit. Wie viel Arbeit hat der Motor verrichtet? 6. Ein Mädchen von 37 kg Gewicht steigt die Treppen zu seiner Wohnung hoch. Es verrichtet dabei 4,75 kJ (Kilojoule 103 Joule) Hubarbeit. Wie viele Meter beträgt der Höhenunterschied? 7. Ein Flugzeug steigt nach dem Start 1350 hoch. Der Motor verrichtet dabei 15,66 MJ (Megajoule 106 Joule) Hubarbeit. Das Leergewicht des Flugzeugs beträgt 740 kg. Berechne das Zuladungsgewicht. 5.2 Energie und Arbeit gehören zusammen Schreibe den Test vom Beamer ab. Was versteht man unter Energie? 17 Dossier Mechanik Also Energie und Arbeit gehören zusammen und haben die gleiche Einheit, nämlich Joule. Energie und Arbeit sind aber nicht dasselbe. Mit der Energie wird der Zustand eines Systems beschrieben. In einem System kann mehr oder weniger Energie gespeichert sein. Die Arbeit ist der Vorgang, wenn eine Energieübertragung stattfindet. Je mehr Arbeit an einem System verrichtet wird, desto mehr Energie wird aus der Umgebung in das System übertragen. Und desto mehr Energie ist anschliessend im System gespeichert. Die Energie, die in einem System gespeichert ist, kann vom System genutzt werden, um selbst Arbeit zu verrichten. Dabei nimmt die Energie des Systems ab. Zum Beispiel hat ein Wagen oben an einem Hügel Lageenergie gespeichert. Der Wagen kann nun Arbeit verrichten und den Hügel hinunterrollen. Dann nimmt seine Lageenergie ab. 18 Dossier Mechanik Welche Energieformen gibt es? Energieumwandlungen Beschreibe was mit der Lageenergie und der Bewegungsenergie bei den Punkten I, II, III, IV, passiert. Verwende Begriffe wie «nimmt zu», «nimmt ab», «maximale» und «keine». 19 Dossier Mechanik Hier siehst du zwei Beispiele für Energieumwandlungen. Beschreibe jeweils welche Energieform hier in eine andere umgewandelt wird. 6. Mechanische Leistung 20 Dossier Mechanik Bei der Leistung spielt die Zeit eine wichtige Rolle. Je kürzer die benötigte Zeit für eine bestimmte Arbeit, desto grösser die erbrachte Leistung. Die Leistung ist definiert als Quotient aus Arbeit und Zeit. Sie wird in Watt angegeben. Definition Symbol (Formelzeichen Einheit Abkürzung der Einheit Leistung 1 Watt entspricht einem Joule pro Sekunde. Oder mit anderen Worten: 1 Watt entspricht der Leistung, die man erbringt, wenn man eine Tafel Schokolade in einer Sekunde einen Meter hochhebt. Ein Schüler braucht 20 um ein Kilo Mehl 10 Meter weit zu tragen. Wie viel Leistung hat er erbracht? Untersuche deine Leistung beim Treppensteigen 21 Dossier Mechanik Beschreibt hier, wie ihr vorgehen wollt. Schreibt hier auf, wie ihr die Arbeit berechnet, die ihr beim Treppensteigen verrichtet. Erstellt eine Tabelle, in die ihr eure Messwerte und die Leistungen eintragen könnt. Führt das Experiment für beide durch, das heisst: Jemand rennt und die oder der andere misst. Dann wechselt ihr die Rollen. Denkt an Messwiederholungen. Berechnet dann die Leistungen. Vergleicht eure Werte mit anderen aus der Klasse. 22 Dossier Mechanik 6.1 Übungsaufgaben zur Berechnung von Leistung 1. Ein Kran hebt eine 5000 kg Masse in 20s 8m hoch. Berechne seine Leistung. 2. Pferd und Reiter mit 800 kg Gesamtmasse überwinden beim Sprung 1,4 Höhendifferenz in 0.8 Sekunden. Berechne die Leistung. 3. Die 25 schwere Fledermaus kann innerhalb von 2 Sekunden 10 Meter höher flattern. Welche Leistung vollbringt sie dabei? 4. Ein Frosch mit 0,6 Gewichtskraft springt in 0.2 70 cm hoch. Leistung? 5. Sandra (48 kg) steigt ohne zusätzliches Gewicht in 35 die 12 Meter zu ihrer Wohnung hoch. Welche Leistung hat sie vollbracht? 6. Ein anderes Mal rennt Sandra die Treppen in 18 hoch und trägt dazu noch eine Mappe von 3 kg Gewicht mit. Welche Leistung hat sie diesmal vollbracht? 7. Ein Kran mit 8kW Leistung muss eine Masse von 1200 kg 15 hoch heben. Wie lange braucht er? 8. Ein Kran mit 10kW Leistung hebt eine gewisse Masse in 28 15 hoch. Berechne die Masse. 9. In welcher Zeit kann ein Bergsteiger von 81 kg Masse 750 zu einer Bergspitze aufsteigen? Rechne mit einer Dauerleistung von 95 Watt. 10. Eine Boeing 737 hat ein Startgewicht von 353 kN und eine Leistung von 34 000 kW. In welcher Zeit könnte das Flugzeug bei Vollleistung 6000 Höhe erreichen? 23 Dossier Mechanik 7. Die Goldene Regel der Mechanik Zum Nachdenken: Es sind Ferien und du bist unterwegs Richtung Italien. Auf deiner Reise erlebst du so einiges, was dich zum Nachdenken bringt a. Auf der Hinreise liegt ein riesiges Hochgebirge vor dir – die Alpen. Die Strasse schlängelt sich den Berg hinauf. Du fragst dich, warum es sich die Menschen eigentlich so schwer machen. Warum nicht einfach geradeaus und hoch auf den Berg? b. In Italien besuchst du einen der schönsten Kletterorte – das Val di Mello. Schon von weitem siehst du die Kletterden in den Seilen hängen. Als du deine Ausrüstung abholen möchtest, steht jemand neben dir und fragt die Kletterlehrerin: «Wozu braucht man eigentlich die Rollen? Würde nicht auch ein normales Seil reichen?» Hast du eine Idee? c. Am Strand beobachtest du zwei Kinder, die versuchen, einen grösseren Stein auszugraben. Das eine Kind (Kind A) versucht von oben zu ziehen, während das andere (Kind B) mit einer Schaufel seitlich ansetzt und den Stein so zu bewegen versucht. Was denkst du, welche Methode ist erfolgversprechender? 24 Dossier Mechanik In den drei Beispielen wurden Möglichkeiten aufgezeigt, wie man Kraft sparen kann. In den folgenden Kapiteln lernst du die schiefe Ebene, den Hebel und den Flaschenzug kennen. 7.1 Die schiefe Ebene Auf welchem Weg würdest du den Berg erklimmen? Beide Bezwinger des Berges verrichten gleich viel Arbeit. Was an eingespart wird, muss an dazugelegt werden. Alltagsbeispiele für die schiefe Ebene: Rollstuhlfahrende haben es dank schiefen Ebenen leichter Für Rollstuhlfahrende gibt es im Alltag viele Hindernisse. Zum Beispiel können sie nicht einfach eine Treppe hochfahren. Deshalb gibt es bei Treppen oft Rampen für Rollstuhlfahrende. Solche Rampen sind meistens lang und nicht sehr steil. 25 Dossier Mechanik 7.2 Hebelgesetz Manchmal sind Massen so gross, dass man sie kaum mit purer Muskelkraft hochheben oder bewegen kann. Wir behelfen uns dann mit Hebeln. Mit einem Hebel kann man also Kraft „sparen. Dabei gilt: Je länger der Hebelarm (Kraftarm), desto kleiner ist die benötigte Kraft. Das Hebelgesetz lautet: Last Lastarm Kraft Kraftarm F1 l1 F2 l2 Zweiseitige und einseitige Hebel 26 Dossier Mechanik Eine Beisszange besteht aus zwei Hebeln (1). Die beiden Hebel sind am Drehpunkt (2) verbunden. Auf der einen Seite des Drehpunkts ist der Lastarm (3), auf der anderen Seite des Drehpunkts ist der Kraftarm (4). Wenn sich Kraftarm und Lastarm auf zwei Seiten vom Drehpunkt befinden, nennt man dies einen zweiseitigen Hebel. Auch der Nussknacker besteht aus zwei Hebeln (1), die am Drehpunkt (2) verbunden sind. Aber Lastarm (3) und Kraftarm (4) sind auf der gleichen Seite des Drehpunkts. Wenn Lastarm und Kraftarm auf einer Seite des Drehpunkts sind, nennt man dies einen einseitigen Hebel. In deinem Alltag kommen oft Geräte mit Hebeln vor. Manchmal sieht man, ob es zweiseitige oder einseitige Hebel sind. Manchmal sieht man es auch nicht, weil der Lastarm verborgen ist. Übungsaufgaben zum Hebelgesetz 1. Die Hebel sollen sich im Gleichgewicht befinden. Ergänze die in der Tabelle fehlenden Werte. Last Lastarm 2N 3 cm 4N 4 cm 8N 6 cm 18 4N 27 Dossier Mechanik 2,5 cm Kraft Kraftarm 6 cm 2 cm 1 cm 3N 6 cm 6N 2 cm 18 3 cm 2. Zwei Kinder spielen auf einer Schaukel. Das eine ist kg schwer, das andere 45,7 kg. Das eine sitzt 54 vom Drehpunkt weg. Wie weit muss das andere vom Drehpunkt entfernt sein. damit die Schaukel Gleichgewicht ist? 40 cm im 3. Du willst mit einem 50 cm langen Stab eine Last von m80 kg anheben. Du legst einen Stein unter deinen Hebel, so dass er 15 cm von der Last entfernt ist (Drehpunkt). Wieviel Kraft musst du aufwenden, damit sich die Last hebt? 4. Ein Kran hat einen Ausleger von 20m. Hinter dem Kran ist im Abstand von 1,5m eine Sicherungslast von 50t befestigt. Welche Last kannst du maximal mit dem Kran heben, bei maximalem Ausleger? 7.3 Feste und lose Rollen Um schwere Lasten zu heben behändigt man sich aber auch mit Rollen und Flaschenzügen. Feste Rollen Bei der festen Rolle ist die Rolle fest mit der Wand, der Decke oder sonst einem festen Gegenstand fixiert. Die Rolle kann sich also nicht bewegen. Dies ist die einfachste Art, eine Rolle einzusetzen. 28 Dossier Mechanik Eigenschaften der festen Rolle: Lose Rollen Bei der losen Rolle ist die Rolle nur mit der Last fixiert. Die Rolle bewegt sich zusammen mit der Last. Dies ist die einfachste Art, eine sehr schwere Last zu heben und entsprechend Kraft zu sparen. Eigenschaften der losen Rolle: Flaschenzug Der Flaschenzug ist eine Kombination von festen und losen Rollen. Dies ist zwar eine komplizierte Art eine Last zu heben, aber du kannst damit Kräfte sparen. Beim Berechnen der Kraftersparnis kommt es auf die Anzahl Tragseile an, an der die Last hängt. Du kannst dann die Zugkraft folgendermassen berechnen: Zugkraft Gewichtskraft der Last Anzahl Tragseile Im rechten Beispiel hängt die Last an 2 Tragseilen. Also ist die Kraft, mit welcher du am Seil ziehen musst, nur halb so gross wie die Gravitationskraft der Last. Du benötigst aber ein doppelt so langes Seil, um die Last heben zu können. Aufgaben zu Rollen 1. Rollen sind verschieden angeordnet. Die Gewichtskraft des angehängten Körpers beträgt jeweils 100 N. Welche Zugkraft FZ ist mindestens erforderlich, um die Last zu halten? Lösung und Begründung: 29 Dossier Mechanik 3. Eine Betonplatte wird mit Hilfe einer losen Rolle in 3,5 Höhe gehoben. a. Mit welcher Kraft muss am Seil gezogen werden? b. Wie gross ist die verrichtete mechanische Arbeit? 4. Ein Amboss wiegt m240 kg. Du hängst ihn an einen Flaschenzug mit 6 Rollen und willst ihn um 1m anheben. a) Mit welcher Kraft musst du am andern Ende des Seiles ziehen? b) Wie viel Seil musst du mindestens zur Verfügung haben, damit du den Amboss um diesen 1 anheben kannst? (Kraftweg) 8. Übersicht physikalischer Grössen Grösse /Definition physikalische Abkürzung Dossier Mechanik Masse Gravitation 30 Einheit (Sekunden) (Newton) (Joule) Formel zur Berechnung Dossier Mechanik 31