Frage von Milamaus300, 46

8. Klasse Physik Aufgabe?

Hallo, Ich komme bei einer Aufgabe einfach nicht weiter, weil ich das Thema Kraftwandler nicht sonderlich gut verstehe. Die Aufgabe ist freiwillig, es ist also keine Hausaufgabe, aber wir schreiben morgen Schulaufgabe und ich sollte so eine Aufgabe lösen können. Kann mir jmd behilflich sein? Die Aufgabe: 1.Welche Kraft benötigt man um einen Körper mit Fg (gewichtskraft) = 100 N mithilfe einer losen Rolle zu heben? 2. Welche Wegstrecke muss gezogen werden jm den Körper (bei 1.) Um 50 cm zu heben? 3. Welche Arbeiten werden verwendet?

Bei 1. Müsste die Kraft doch 50 N sein, weil sie durch die Rolle halbiert wird, oder? Aber die 2. Verstehe ich gar nicht... Danke schon mal!

Antwort
von MetalforEver, 38

Entscheidend ist die ANZAHL deiner Umlenkrollen!

Bei EINER Umlenkrolle musst du genau die Gewichtskraft des Körpers aufwenden um ihn anzuheben und du musst auch genau die Wegstrecke ziehen, den du den Körper anheben möchtest.

Wenn du ZWEI Umlenkrollen hast und dabei die untere Umlenkrolle beim Körper mit angehoben wird benötigst du nur noch die Hälfte der Kraft - musst aber die doppelte Wegstrecke ziehen.

Bei DREI Umlenkrollen nur noch ein Drittel der Kraft bei dreifacher Wegstrecke , usw...

Du merkst: Umso mehr Umlenkrollen du hast, desto geringer wird die Kraft die du benötigst. ABER die Wegstrecke verlängert sich im gleichen Verhältnis.

Ich hab das mal aufgezeichnet, dann kannst du dir das mit den Umlenkrollen besser vorstellen. Wie gesagt, die untere Umlenkrolle beim Körper legt die gleiche Wegstrecke zurück wie der Körper selbst!

Fürs Verständnis (am Bsp von 2 Umlenkrollen): Dadurch, dass die untere Rolle mit gehoben wird, verteilt sich die Wegstrecke, die du am Ende ziehst auf die beiden Wegstrecken, zwischen Körper und Umlenkrollen: Einmal vom Körper zur oberen Umlenkrolle und dann nochmal von der oberen zur unteren Umlenkrolle. Da aber das Produkt aus Weg und Kraft konstant bleiben muss, wird die benötigte Kraft kleiner.

Und da kommt dann die Arbeit ins Spiel:

Arbeit bezeichnet in der Physik Energie, die mechanisch übertragen wird. Energie hat die Einheit Joule [J], welche in SI Einheiten [(kg*m²)/s²] ist. (Sprich: Kilogramm und Quadratmeter pro Sekundenquadrat). Wenn ich dir jetzt noch verrate, dass Newton [N] in SI Einheiten [(kg*m)/s²] ist, solltest du selber darauf kommen, was denn mit der Arbeit hier passiert. ;)

und noch ein allgemeiner Tipp:

Fertige bei solchen Aufgaben dir eine Skizze an! In diese kannst du dann wirkende Kräfte durch Pfeile einzeichnen, was das Verständnis deutlich einfacher macht! :)

gruß!

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