Kiste hochheben vs. hochschieben?
Halle an alle,
ich muss für eine Klausur Übungsaufgaben machen. Und zwar soll ich die Frage beantworten, warum die Kraft, wenn man eine Kiste hochhebt, höher ist, als wenn an sie die Treppe hochschiebt.
Ich habe beim hochheben die Kraft 800N und beim hochschieben die Kraft 400N raus.
Danke im Voraus 😗
3 Antworten
Die Arbeit (benötigte Energie) zum Hochheben der Kiste aus Kraft mal Weg bleibt sich in beiden Fällen gleich (Erhaltung der Energie). Was an Kraft gespart wird (halbe Kraft) muss an Weg zugelegt werden (doppelter Weg). Bei einer schiefen Ebene von 30° verdoppelt sich der Weg gegenüber der Senkrechten (Sinus 0,5).
Liegt die Kiste auf einer schiefen Ebene, dann teilt sich ihre Gewichtskraft in zwei Komponenten, einmal die Kraft, die zur Ebene hin wirkt (Normalkraft) und einmal die Kraft, die tangential zur Ebene verläuft.
Beim Hochschieben der Kiste musst du entsprechend nur die Tangentialkraft überwinden (+ eventuelle Reibung durch die Normalkraft).
Ja, das wäre ein anderer Ansatz. Und womöglich auch deutlich leichter verständlich.
Im wirklichen Leben käme allerdings die Reibung ins Spiel, die beim Hochheben keine Rolle spielen würde, beim Hinaufschieben über die Treppe aber ein durchaus zu berücksichtigender Faktor wäre.
Im Fall des Schiebens wird man mehr Arbeit verrichten, da man zusätzlich zum Anheben des Gewichtes noch die Gleitreibung überwinden muß. Letztere ist der "Preis" dafür, mit weniger Kraft arbeiten zu können.
Bei den Aufgaben für Anfänger wird eine Reibung von 0 vorausgesetzt, damit's nicht zu komplex wird.
OK, dann bleibt die Arbeit im Idealfall gleich. Man kann ja auch Rollen nutzen...
Gäbe es keine Verluste durch Reibung etc., ließe sich ein Perpetuum mobile konstruieren.
Lass mich raten: die Treppe hat eine Steigung von 30°
Du kannst es auch so erklären: Das Produkt Kraft mal Weg bleibt immer gleich.
Doppelte Kraft, halber Weg, doppelter Weg, halbe Kraft. Ist der Weg über die Treppe doppelt so lang wie der senkrechte Weg nach oben, muß man nur die halbe Kraft aufwenden.