Schriftliche Abschlussprüfung Physik 2002/2003
Auf einer Baustelle wird die gegebene Anordnung zum Heben von Lasten verwendet. Damit soll ein Kübel mit einer Masse von 40 kg auf eine Höhe von 5 m befördert werden.
2.1 Benennen Sie eine der hier verwendeten kraftumformenden Einrichtungen. Geben Sie deren Funktion an.
2.2 Ermitteln Sie die notwendige Zugkraft zum Heben der Last.
2.3 Begründen Sie, dass mit dieser Anordnung keine mechanische Arbeit gespart werden kann.
Für 2.1 bis 2.3 erreichbare BE: 6
2.1 Feste Rolle: Umkehrung oder Veränderung der Kraftrichtung
Lose Rolle: Einsparung (Halbierung) von Kraft
oder auch: Flaschenzug: Einsparung von Kraft2.2 Ges.: FZug
Geg.: m = 40 kg das bedeutet: FHub = 400 N
Lösung:
FZug = ½ • FHub
FZug = ½ • 400 N
FZug = 200 N2.3 Für diese Anordnung gilt die Goldene Regel der Mechanik: Was man an Kraft spart, muss man an Weg zusetzen. Die mechanische Arbeit berechnet sich aus dem Produkt von benötigter Kraft und zurückgelegtem Weg. Da Kraft und Weg nach der Goldenen Regel indirekt zueinander proportional sind, das Produkt aus beiden also konstant bleibt, kann man keine mechanische Arbeit sparen.
Die vorliegenden Lösungen sind Musterlösungen von , Georg-Schumann-Schule in Leipzig, und keine offiziellen Lösungen des Sächsischen Staatsministeriums für Kultus.Herzlicher Dank gilt Frau Mohr, Herrn Schumann, Herrn Viehrig und Herrn Genscher, die die vorliegenden Lösungen begutachteten. Der Autor garantiert nicht für die Vollständigkeit und Richtigkeit der vorliegenden Lösungen. In Klammern stehende und kleiner gedruckte Lösungen betrachtet der Autoren auch als möglich bzw. sind als Kommentar gedacht. Wir freuen uns über jeden Hinweis zur Verbesserung dieser Musterlösungen. Bitte senden Sie uns eine Email, Betreff: Prüfung 2003