Schriftliche Abschlussprüfung Physik 1991/92

Aufgabe 2: Mechanik

Beim Hausbau wird zum Heben der Baumaterialien eine Zugvorrichtung benutzt, die aus einem Seil, einer festen Rolle, einer losen Rolle sowie einem Elektromotor besteht.

Mit dieser Vorrichtung wird ein Balken der Masse 75 kg innerhalb von 12 s vom Boden senkrecht in das 6 m höher gelegene Dachgeschoss gehoben.

2.1. Fertigen Sie eine Skizze der Zugvorrichtung an!

2.2. Bestimmen Sie die vom Motor aufzubringende Zugkraft! Begründen Sie Ihre Antwort!

2.3. Berechnen Sie die am Balken verrichtete Arbeit.

2.1   Skizze:

2.2   Die vom Motor aufzubringende Zugkraft beträgt 375 N.

Begründung:
Der Balken wird über eine feste Rolle und eine lose Rolle hoch gezogen. An der festen Rolle gilt F_Zug = F_Hub, das heißt, es wird keine Kraft eingespart.
An der losen Rolle gilt: F_Zug = ½ F_Hub. Dadurch benötigt man zum Ziehen nur noch die halbe Kraft.
Die zum Ziehen nötige Kraft muss mindestens genau so groß sein wie die Gewichtskraft des Balkens. Da der Balken 75 kg Masse besitzt, hat er also eine Gewichtskraft von 750 N.

2.3   Ges.: W
Geg.: m = 75 kg
             t = 12 s
            s = 6m

Lösung:


Die am Balken verrichtete Arbeit beträgt 4500 J.

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