Physikaufgabe, lose und feste Rolle?
Physikaufgabe: Auf einer Baustelle soll ein Gefäß (25kg) ins erste Stockwerk transportiert werden. Die zur Verfügung stehende lose Rolle hat eine Gewichtskraft von 15N. a) Welche Kraft muss der Bauarbeiter mindestens aufbringen? Meine Lösung: 15N:2=7,5N b) Ändert sich die Kraft, wenn er das Seil zusätzlich noch über eine feste Rolle führt? Meine Lösung: 15N:3=5N c) Wie verändert sich die Kraft, wenn er das Seil nicht senkrecht nach unten, sondern schräg zieht. Diese Aufgabe verstehe ich nicht. Könnt ihr mir bitte sagen, ob meine Lösungen richtig sind und wie die c) funktioniert. Danke schon mal!
2 Antworten
Die feste Rolle lenkt lediglich die Richtung des Kraftvektor um, die Größe bleibt unverändert. Daher ist es unerheblich ob nun die feste Rolle um 180° umlenkt oder nur um 9° oder in einem anderen Winkel.
Die Antwort in c) es ist völlig gleichgültig wo nun der Bauarbeiter steht.
b) (25 kg • 9,81 + 15 N) : 2 = 130 N beträgt die Zugkraft mit einer losen Rolle
a) 25 • 9,81 = 245,25 N beträgt die Zugkraft ohne lose Rolle
Diese Lösungen nicht nicht korrekt.
Warum rechnest du nur mit der Gewichtskraft der Rolle? Wo sind denn die 25 kg geblieben? Du musst natürlich zur Kraft für die Rolle mindestens noch die Gewichstkraft des Gefäßes addieren.
Zu
a) eine lose Rolle führt zur Halbierung der nötigen Kraft
b) eine zusätzliche lose Rolle ändern nichts an der erforderlichen Kraft
c) die Frage ist nicht eindeutig. Grundsätzlich ist eine feste Rolle ja gerade dazu da die Kraft umzulenken ohne sie zu ändern.
Die erforderliche Kraft am Seilende ändert sich also nicht.
Aber der Krafteinsatz für den Bauarbeiter ändert sich natürlich deutlich. Im Fall senkrecht nach unten bracht er sich lediglich ans Seil hängen um es zu bewegen, ist das Seil schräg muss er aber sich selbst zusätzlich horizontal stabilisieren...
Real wird es für den Bauarbeiter also anstrengender.