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Transkript Mechanische Kraftwandler

Hallo! Heute wollen wir uns mit mechanischen Kraftwandlern beschäftigen. Wozu man sowas braucht? Zum Beispiel, um sehr schwere Lasten zu heben. Und wie funktioniert das? Im Prinzip so: Man verteilt die Kraft, die man eigentlich braucht, auf einen größeren Weg. Otto zum Beispiel hat eine sehr schwere Kiste mit Büchern, die er gerne 2m hochheben würde, um sie in sein Regal zu stellen. Allerdings ist die Kiste so schwer, dass Otto sie einfach nicht hochheben kann. Deshalb braucht Otto einen Kraftwandler. Die erste Möglichkeit ist eine Umlenkrolle, auch feste Rolle genannt, zu benutzen. Dazu bringt Otto an der Decke seines Zimmers einen Haken an und befestigt daran eine Rolle. Über diese Rolle legt er ein Seil und an das Seil knotet er die Kiste. Wenn Otto jetzt an dem Seil zieht, muss Er zwar immer noch die gleiche Kraft aufbringen um die Kiste hoch zu heben, aber er kann dazu auch seine eigene Gewichtskraft einsetzen. Zum Beispiel, indem er sich an das Seil hängt. Also muss er mit den Muskeln weniger Kraft aufbringen und es ist weniger anstrengend für ihn, die Kiste zu heben. Ganz zufrieden ist er allerdings damit noch nicht., denn die Kiste ist immer noch ganz schön schwer. Deshalb probiert Otto eine zweite Möglichkeit aus: Er verwendet ein lose Rolle. Dazu knotet er das Seil direkt in den Haken an seiner Decke, legt dann auf das Seil eine Rolle und befestigt an der Rolle die Kiste. Zieht Otto nun an  dem freien Seilende nach oben, muss er nur noch das halbe Gewicht der Kiste ziehen, da das Gewicht auf beide Seilstücke verteilt ist. Dafür muss Otto nun doppelt so lange ziehen, bis er die Kiste auf seine 2m Höhe gebracht hat. So richtig zufrieden ist Otto immer noch nicht, denn jetzt kann er nicht mehr sein eigenes Gewicht einsetzen. Also probiert Otto eine dritte Möglichkeit. Er kombiniert lose und feste Rollen und baut damit einen Flaschenzug. Bei einem Flaschenzug wird das Gewicht der zu tragenden Last auf möglichst viele Seilstücke verteilt, in diesem Bild hier 4. Anschließend wird das Seil noch über eine feste Rolle umgelenkt, sodass man wieder sein eigenes Gewicht einsetzen und nach unten ziehen kann. Jetzt ist die Kraft, die Otto aufbringen muss, nur noch ein Viertel der Gewichtskraft der Kiste. Und man kann seine Muskeln schonen, indem man seine eigene Gewichtskraft einsetzt. Damit ist Otto sehr zufrieden. Was ihn allerdings nicht so sehr freut, ist, dass er jetzt auch viermal so lange an dem Seil ziehen muss um seine Kiste um ein bestimmtes Stück zu heben. Denn, was immer gilt, ist die goldene Regel der Mechanik. Sie besagt, dass man das was man an Kraft spart, an Weg wieder zulegen muss. Das Produkt aus Kraft und Weg bleibt stets konstant. Oder als Formel ausgedrückt: F-Zug mal Delta S-Zug ist immer das gleiche wie F-Hub mal Delta S-Hub. Otto hat aber noch eine Möglichkeit um seine Kiste ins Regal zu bringen. Er könnte sich einen Hebel bauen, das ist sowas ähnliches wie eine Wippe. Dazu müsste er nur seine ganzen restlichen Bücher auf einen großen Stapel stellen. Auf diesen Stapel legt er ein Brett so, dass es auf einer Seite weiter übersteht als auf der anderen Seite. Auf die kürzere Seite stellt er seine Kiste und auf die längere stellt er sich selbst. Die Seite mit den Büchern, das ist der Lastarm, und Ottos Seite, das ist der Kraftarm. Also hat der Lastarm die Länge Ll und der Kraftarm die Länge Lk. Nun ist die Kraft, die Otto aufbringen muss, um seine Kiste zu heben, nur noch gleich der Gewichtskraft der Kiste mal der Länge des Lastarms geteilt durch die Länge des Kraftarms. Jetzt sitzt Otto also am längeren Hebel. Und damit ist er nun wirklich zufrieden. Fassen wir kurz zusammen, was wir jetzt gelernt haben: Es gibt mechanische Kraftwandler. Und zwar einerseits Hebel und andererseits Rollen. Bei den Rollen wiederum gibt es lose Rollen und feste Rollen. Kombiniert man lose und feste Rollen, so erhält man einen Flaschenzug. Das war's zum Thema Kraftwandler. Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit.  

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9 Kommentare
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    Sehr Gutes Video!

    Von Vincent Stoehr1, vor 9 Monaten
  2. Lighthouse

    ist es so, dass die feste Rolle also die kraft nur umlenkt, die lose Rolle die Kraft auf mehrere Seile verteilt?

    Von Maja Raith, vor etwa 2 Jahren
  3. Nikolai

    @Fabienne: Hub von heben. So wie die Hubarbeit (Hebearbeit) oder die Hubarbeitsbühne. Sandra beutzt hier Zug und Hub denn an dem einen Ende des Seils wird gezogen um damit die Last am anderen Ende zu heben.

    Von Nikolai P., vor mehr als 3 Jahren
  4. Default

    Hub??

    Von Fabienne S., vor mehr als 3 Jahren
  5. Dsc07727

    Ich habs in der 6 klasse

    Von Bers T., vor mehr als 3 Jahren
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    das habe ich in der 7 :D

    Von Sariharm, vor mehr als 3 Jahren
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    Ich habe das in der achten Klasse...

    Von T Roesel, vor mehr als 3 Jahren
  3. Default

    ja ist ok!!! besser als die anderen videos die ich gesehn hab :-)

    Von Deleted User 6650, vor etwa 7 Jahren
  4. Nitro circus

    Das ist ein echt interessantes Video.
    Leicht zu verstehen und gut verständlich erklärt.

    Von P. G., vor etwa 7 Jahren
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