8 HEBEL UND DREHMOMENT

Größe: px
Ab Seite anzeigen:

Download "8 HEBEL UND DREHMOMENT"

Transkript

1 10PS/TG - MECHANIK P. Renduli 2009 HEBEL UND DREHMOMENT 53 8 HEBEL UND DREHMOMENT 8.1 Hebel Ein Hebel ist ein Kraftwandler, bestehend aus einer steifen Stange, die um einen Drehpunkt bewegt werden kann. Meistens benutzt man ihn zum Verstärken von Kräften. Man unterscheidet zwischen dem zweiseitigen und dem einseitigen Hebel Zweiseitiger Hebel Beim zweiseitigen Hebel liegt der Drehpunkt innerhalb der Stange. Beispiele: Schraubenzieher zum Öffnen einer Farbdose Spielwippe Kneifzange Einseitiger Hebel Beim einseitigen Hebel liegt der Drehpunkt an einem Ende der Stange. Beispiele: Nussknacker Schubkarre Weitere Beispiele Die Photos zeigen weitere Beispiele aus dem Alltag. Entscheide jeweils selbst, um welche Hebelart es sich handelt! verschiedene Flaschenöffner Schraubschlüssel Bremshebel

2 10PS/TG - MECHANIK P. Renduli 2009 HEBEL UND DREHMOMENT Hebelgesetz beim zweiseitigen Hebel und 2 wirkenden Kräften Versuch An einer Seite des Hebels wird durch Anhängen einer Masse eine vertikale Kraft nach unten ausgeübt. An der anderen Seite wird an unterschiedlichen Stellen mit einem Kraftmesser nach unten gezogen sodass die Stange wieder horizontal (im Gleichgewicht) steht. Gemessen werden die Beträge der beiden Kräfte F 1 und F 2, sowie die dazugehörigen Hebelarme a 1 und a 2. Darunter versteht man die Entfernung zwischen der Wirkungslinie der Kraft und dem Drehpunkt des Hebels. A a 1 a 2 B m O F 2 F Messwertetabelle F 1 (N) a 1 (m) F 2 (N) a 2 (m) F 1 a 1 (N m) F 2 a 2 (N m) Versuchsauswertung Zur Auswertung berechnen wir jeweils das Produkt aus Kraft und dem dazugehörigen Hebelarm. Wir stellen fest, dass das Produkt jeweils gleich ist. Außerdem stellen wir fest: F 1 a1 F2 a2 Je größer der Hebelarm ist, desto weniger Kraft braucht man, um den Hebel im Gleichgewicht zu halten. Je kleiner der Hebelarm ist, desto mehr Kraft braucht man, um den Hebel im Gleichgewicht zu halten.

3 10PS/TG - MECHANIK P. Renduli 2009 HEBEL UND DREHMOMENT Hebelgesetz beim einseitigen Hebel und 2 wirkenden Kräften Versuch Am Hebel wird durch Anhängen einer Masse eine vertikale Kraft nach unten ausgeübt. An unterschiedlichen Stellen wird mit einem Kraftmesser nach oben gezogen sodass die Stange wieder horizontal (im Gleichgewicht) steht. Gemessen werden die Beträge der beiden Kräfte F 1 und F 2, sowie die dazugehörigen Hebelarme a 1 und a 2. A a 1 a 2 F 2 O m B F Messwertetabelle F 1 (N) a 1 (m) F 2 (N) a 2 (m) F 1 a 1 (N m) F 2 a 2 (N m) Versuchsauswertung Zur Auswertung berechnen wir jeweils das Produkt aus Kraft und dem dazugehörigen Hebelarm. Wir stellen fest, dass das Produkt jeweils gleich ist. F 1 a1 F2 a2 Wir stellen fest, dass das gefundene Hebelgesetz sowohl für den zweiseitigen als auch den einseitigen Hebel gilt. Da das Produkt aus Kraft und Hebelarm ausschlaggebend ist, wie groß die Drehwirkung einer Kraft ist, definieren wir im nächsten Abschnitt die physikalische Größe Drehmoment einer Kraft.

4 10PS/TG - MECHANIK P. Renduli 2009 HEBEL UND DREHMOMENT Drehmoment Eine Kraft kann bei einem drehbar gelagerten Körper eine Drehbewegung um den Drehpunkt hervorrufen. Die Wirkung der Kraft hängt dabei von ihrem Angriffspunkt ab Definition des Drehmoments Unter einem Drehmoment M versteht man das Produkt aus einer Kraft F und dem senkrechten Abstand a ihrer Wirkungslinie vom Drehpunkt O. M F a Hebelarm Den senkrechten Abstand zwischen der Wirkungslinie der Kraft und dem Drehpunkt bezeichnet man auch als Hebelarm. Die folgenden Beispiele zeigen wie der Hebelarm bestimmt wird: O a F F O a F a O Einheit des Drehmoments Die SI-Einheit des Drehmoments ist das Newtonmeter (Nm): M F a 1N 1m 1Nm Das Newtonmeter darf man in diesem Fall nicht mit dem Joule gleichsetzen. Das Drehmoment hat in der Tat nichts mit der mechanischen Arbeit zu tun! Spezialfälle * Der Versuch zeigt dass: Eine Kraft, deren Wirkungslinie parallel zur Drehachse ist, bewirkt keine Drehbewegung. Eine Kraft, deren Wirkungslinie durch die Drehachse geht, bewirkt keine Drehbewegung. In beiden Fällen ist das Drehmoment dieser Kräfte null.

5 10PS/TG - MECHANIK P. Renduli 2009 HEBEL UND DREHMOMENT Hebel bei nicht senkrecht angreifenden Kräften Bei den bisherigen Beispielen standen die Wirkungslinie der Kraft und die Hebelstange jeweils senkrecht zueinander. In diesem Fall entspricht der Hebelarm einem Teil der Hebelstange. Man kann aber auch Kräfte in einem beliebigen Winkel zur Hebelstange wirken lassen: m A a 1 a 2 O B F 2 In diesem Fall entspricht der Hebelarm nicht mehr einem Teil der Hebel stange sondern er liegt außerhalb von ihr und muss entweder graphisch oder durch eine Rechnung bestimmt werden. F 1 Der Versuch zeigt, dass je größer (oder kleiner) der Winkel zwischen der Kraft F 2 und der Hebelstange wird, desto größer muss der Betrag dieser Kraft gewählt werden, damit der Hebel im Gleichgewicht bleibt. In der Tat zeigt die Figur, dass in diesem Fall der Hebelarm a 2 der Kraft kleiner wird. Dadurch wird natürlich auch das entsprechende Drehmoment kleiner. Damit der Hebel im Gleichgewicht bleibt muss der Betrag der Kraft erhöht werden Beispiel* Für die folgende Versuchsanordnung soll der Betrag der Kraft F 2 werden und dann durch einen Versuch überprüft werden. A F 1 a=10cm 1 m=200g O a 2 Schließlich können wir schreiben: F 2 F F 2 F 2 C L=25cm 1 1,02N a1 L sin =130 0,2kg 9,81 B N kg F 2 a1 m g L sin 10 cm 25 cm sin50 zuerst vorausgesagt Das Hebelgesetz ergibt: a F1 a1 F2 a2 F2 F1 a Im Punkt B gilt: Im rechtwinkligen Dreieck OBC gilt: a sin 2 a2 L sin L Der Versuch zeigt, dass der experimentelle und der theoretische Wert übereinstimmen. 1 2

6 10PS/TG - MECHANIK P. Renduli 2009 HEBEL UND DREHMOMENT Allgemeines Hebelgesetz An einem beliebigen Hebel können auch mehrere Kräfte Drehmomente auf die Hebelstange ausüben. Es soll untersucht werden, wie das allgemeine Hebelgesetz in diesem Fall formuliert werden kann Versuch Wir versuchen am zweiseitigen Hebel ein Gleichgewicht herzustellen, indem wir bis zu 4 Massen an unterschiedlichen Stellen an die Hebelstange hängen. Wir bestimmen die Beträge der wirkenden Kräfte, sowie die dazugehörigen Hebelarme und tragen die Werte in die Tabelle ein. a 1 O a 4 linksdrehend rechtsdrehend a 2 a 3 F 1 F 2 F 3 F Messwertetabelle Linksdrehende Kräfte Rechtsdrehende Kräfte F 1 a 1 F 2 a 2 F 3 a 3 F 4 a 4 (N) (m) (N) (m) (N) (m) (N) (m) Versuchsauswertung Zur Auswertung berechnen wir jeweils die Summe der linksdrehenden Drehmomente M links und die Summer der rechtsdrehenden Drehmomente M rechs. Wir stellen fest, dass beide Werte jeweils gleich sind. Daraus formulieren wir das allgemeine Hebelgesetz, das für beliebig viele Kräfte gilt.

7 10PS/TG - MECHANIK P. Renduli 2009 HEBEL UND DREHMOMENT Allgemeines Hebelgesetz Wenn der Hebel im Gleichgewicht ist, dann ist die Summe der linksdrehenden Drehmomente gleich der Summe der rechtsdrehenden Drehmomente Beispiel Das Beispiel zeigt den zweiseitigen Hebel mit Kräften, die senkrecht zur Hebelstange sind: a 1 O a 3 F 3 rechtsdrehend linksdrehend F 1 F 2 a 2 a 4 F 4 Im Fall für den gezeigten Hebel gilt daher durch Anwenden des allgemeinen Hebelgesetzes: F 1 a1 F2 a2 F3 a3 F4 a4 denn die Kräfte F 1, F 2 und F 3 bewirken eine Drehung nach links, der die Kraft F 4 rechts entgegenwirkt. nach

8 10PS/TG - MECHANIK P. Renduli 2009 HEBEL UND DREHMOMENT Aufgaben Schraubenschlüssel An einem Schraubenschlüssel mit dem wirksamen Hebelarm a 1 = 22 cm wirkt eine Kraft F 1 von 60 N. Durch Aufstecken eines Rohres wird der Hebelarm um 200 mm verlängert. Wie groß ist das Hebeldrehmoment a. des einfachen Schlüssels? b. mit dem Aufsteckrohr? Güterwagen Ein Güterwagen der Eisenbahn von der Länge L = 12 m und einer Masse von 27 t ist mit dem vorderen Räderpaar entgleist und soll wieder auf die Schienen gehoben werden. Der Achsenabstand beträgt d = 8 m, der Schwerpunkt liegt in der Mitte. Welche Kraft ist am vorderen Ende des Wagens anzusetzen? Unterschiedliche Hebel a. Benennen die untenstehenden Hebelarten und ermittele jeweils die erforderliche Kraft F 2, damit Gleichgewicht herrscht. b. Wie ändert sich die erforderliche Kraft F 2 für jeden der gezeichneten Hebel, wenn der Hebelarm L 1 doppelt so lang wird? Zange Eine Zange wird nach der Skizze am langen Zangenschenkel mit einer Kraft F 1 = 180 N betätigt. Der Schenkel des Zangenmaules misst bis zum Drehpunkt L 2 = 20 mm. Wie lang muss der Hebelarm L 1 gemacht werden, wenn an der Schneide eine Kraft F 2 = 1200N wirken soll?

9 10PS/TG - MECHANIK P. Renduli 2009 HEBEL UND DREHMOMENT Mehrere angreifende Kräfte Ein einseitiger und ein zweiseitiger Hebel sind nach Skizze mit den Kräften F 1 bis F 4 belastet. Ermittele mithilfe des verallgemeinerten Hebelgesetzes die Kraft F Bockgerüst Das Bockgerüst (siehe Abbildung) ist mit einem Mörtelkübel von 100 kg Masse und 25 Ziegelsteinen belastet (Masse eines Ziegelsteins: m Z = 3,5 kg). a. Welche Kraft F A wirkt auf Bock A? b. Welche Kraft F B wirkt auf Bock B? Gegeben: L 1 = 80 cm, L 2 = 120 cm, L 3 = 60 cm

10 Übungen zum Hebel: Rechne mit g = 10 N/kg. Physik Jahrgang 8/9 1. Wie weit vom Drehpunkt darf der Vater (m 2 = 70 kg) höchstens sitzen, damit ihn das Kind (m 1 = 28 kg) mit seiner Gewichtskraft das Gleichgewicht halten kann? 2. Welche Kraft wirkt auf die Nuss, wenn du bei A mit 15 N auf den Nussknacker drückst? (a = 3,5 cm; b= 7,5 cm) 3. Mit welcher Kraft drücken die Schneiden der Zange auf einen Nagel, wenn man bei A mit 100 N drückt? (l 1 = 5 cm; l 2 = 1 cm) 4. Welche Kraft F 1 ist erforderlich, um die Schubkarre samt Inhalt (m = 150 kg) zu heben? (l 1 = 95 cm; l 2 = 38 cm) 5. Wie weit von der Drehachse entfernt muss der Vater sitzen, damit er die beiden Kinder im Gleichgewicht zu halten vermag? (m 1 = 45 kg; m 2 = 35 kg; m 3 = 75 kg) 6. a) Um wie viele cm dehnt sich bei der nebenstehender Anordnung die Feder? b) In welchem Abstand x muss die Federkraft angreifen, wenn sie sich maximal 3,5 cm dehnen darf? c) wie groß muss D sein, wenn sich die Feder im Abstand von x = 16 cm um höchstens 1,5 cm dehnen darf? Lösungen (gerundet): Angabe ohne Gewähr 1. 1,4 m 2. 47,14 N N ,6 N 5. 3,68 m 6. a) 2,3 cm b) 12 cm c) 1750 N/m =17,5 N/cm

11 Anwendung des Hebelgesetzes LÖSUNGEN Beachte, dass die Gewichtskraft mit Hilfe der Masse und des Ortsfaktors berechnet wird: G = m*g 1. ges. :Länge des Hebelarms in m linksdrehend : M x 700 rechtsdrehend : M 280 3,5 1 2 Gleichgewicht : M M x , x x 1,4m ges. : Kraft F in N auf die Nuss linksdrehend : M F 3,5 rechtsdrehend : M Gleichgewicht : M M F 3, F 3,5 165 F 47N ges. : Kraft F in N auf den Nagel linksdrehend : M F 3,5 rechtsdrehend : M Gleichgewicht : M M F F 500 N ges. : Kraft F in N zum Heben der Schubkarre M F 133 M Gleichgewicht : M M F *F = N F 429 N ges. : Kraftarm x in m fürden Vater M 450 3,8 M M M 2760Nm M x 750 Gleichgewicht : M M M 2760 x x 3,68m 6a. Berechnung der Kraft F, die an der Feder zieht (Hebelgesetz): F 18 F 23,3N Berechnung der Ausdehnung s der Feder (Hookesches Gesetz): 23,3 s m s 23,3cm b. - Berechnung der Kraft für die Ausdehnung von 3,5 cm (Hookesches Gesetz). - Berechnung der Hebelarmlänge (Hebelgesetz) F ,035N F 35N x x 12cm 6c F 16 und F D 1,5 N N D 1, 5 16 D 17, cm m

12 Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel A / 1 / * a) Gib an, ob es sich bei einer Wippe um einen einseitigen oder um einen zweiseitigen Hebel handelt. b) Fertige selbst eine Skizze der Wippe an und zeichne darin den Drehpunkt rot die Kraftpfeile für die angreifenden Kräfte blau die Hebelarme der angreifenden Kräfte grün ein. c) Erläutere schließlich, wie bei einer Wippe das Hebelgesetz angewendet werden kann. Die Gewichtskraft des Jungen auf der linken Seite beträgt 300 N, er sitzt 2 m vom Drehpunkt entfernt. d) Berechne, in welcher Entfernung von der Drehachse der Junge auf der rechten Seite mit der Gewichtskraft 250N sitzen muss, damit die Wippe im Gleichgewicht ist. e) Sitzt ein Mädchen auf der rechten Seite 3m von der Drehachse entfernt, so ist die Wippe im Gleichgewicht. Berechne die Gewichtskraft dieses Mädchens. f) Erläutere, durch welche Maßnahmen ein kleines Kind auch mit seinem wesentlich schwereren Opa wippen kann. ; Abbildung aus: Höfling, O.: Physik. Band I. 12.Auflage Bonn S.54. Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel L / 1 / *

13 Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel A / 2 / ** a) Gib an, ob es sich bei einem Flaschenöffner um einen einseitigen oder um einen zweiseitigen Hebel handelt. b) Fertige selbst eine Skizze des Flascheöffners an und zeichne darin den Drehpunkt rot die Kraftpfeile für die angreifenden Kräfte blau die Hebelarme der angreifenden Kräfte grün ein. c) Erläutere schließlich, wie beim Flaschenöffner das Hebelgesetz angewendet wird. Um eine Flasche zu öffnen muss am Rand des Kronkorkens eine Kraft von 1000 N wirken. Der Rand des Kronkorkens liegt 0,5cm vom seinem Mittelpunkt entfernt. d) Berechne, wie lang der Flaschenöffner mindestens sein muss, damit man die Flasche mit einer Kraft von 50N öffnen kann. e) Ein abgebrochener Flaschenöffner ist nur noch 4 cm lang. Berechne, welche Kraft benötigt wird, um die Flasche zu öffnen. f) Erläutere, durch welche Maßnahmen bei einem Flaschenöffner erreicht werden könnte, dass mit begrenzter Kraft das Öffnen der Flaschen noch weiter erleichtert wird. Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel L / 2 / **

14 Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel A / 3 / ** a) Gib an, ob es sich bei einem Nussknacker um einen einseitigen oder um einen zweiseitigen Hebel ha n- delt. b) Fertige selbst eine Skizze des Nussknackers an und zeichne darin den Drehpunkt rot die Kraftpfeile für die angreifenden Kräfte blau die Hebelarme der angreifenden Kräfte grün ein. c) Erläutere schließlich, wie beim Nussknacker das Hebelgesetz angewendet wird. In einem Nussknacker ist eine Nuss 3cm von der Drehachse entfernt eingeklemmt. Am Ende der 15cm langen Griffe des Nussknackers wird eine Kraft von 50 N ausgeübt. d) Berechne die Kraft, die auf die Nuss wirkt. e) Berechne die Kraft, die man zum Knacken der Nuss benötigt, wenn diese höchstens eine Kraft von 300N aushält. f) Erläutere, durch welche Maßnahmen bei einem Nussknacker erreicht werden könnte, dass mit begrenzter Kraft auch härtere Nüsse geknackt werden können. ; Abbildung aus: Höfling, O.: Physik. Band I. 12.Auflage Bonn S.59. Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel L / 3 / **

15 Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel A / 4 / ** a) Gib an, ob es sich bei einer Zange um einen einseitigen oder um einen zweiseitigen Hebel handelt. b) Fertige selbst eine Skizze der Zange an und zeichne darin den Drehpunkt rot die Kraftpfeile für die angreifenden Kräfte blau die Hebelarme der angreifenden Kräfte grün ein. c) Erläutere schließlich, wie bei einer Zange das Hebelgesetz angewendet wird. Um eine Schraube mit einer Kneifzange durchtrennen zu können, ist an der Schneide die Kraft von 1200N auf den Draht erforderlich. Der Abstand von der Schneide bis zur Drehachse der Zange beträgt 2cm. Die Hand kann auf die Zangengriffe die Kraft von 180N ausüben. d) Berechne, wie lang die Griffe der Zange mindestens sein müssen, damit der Draht durchtrennt werden kann. e) Berechne, wie groß die maximale Kraft auf die Schraube an der Schneide wäre, wenn die Griffe der Zange 24cm lang wären. f) Erläutere, durch welche Maßnahmen bei einer Zange erreicht werden könnte, dass mit begrenzter Kraft auch härtere Schrauben durchtrennt werden können. ; Abbildung aus: Höfling, O.: Physik. Band I. 12.Auflage Bonn S.59. Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel L / 4 / **

16 Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel A / 5 / * a) Gib an, ob es sich bei einer Schubkarre um einen einseitigen oder um einen zweiseitigen Hebel handelt. b) Fertige selbst eine Skizze der Schubkarre an und zeichne darin den Drehpunkt rot die Kraftpfeile für die angreifenden Kräfte blau die Hebelarme der angreifenden Kräfte grün ein. c) Erläutere schließlich, wie bei einer Schubkarre das Hebelgesetz angewendet wird. Zwei Säcke Zement mit der Gewichtskraft von ungefähr 1000N liegen auf einer Schubkarre, und zwar ungefähr in der Mitte zwischen der Achse des Rades und den Griffen. d) Berechne, mit welcher Kraft ein Bauerbeiter die Schubkarre anheben muss. e) Berechne, wie groß die Gewichtskraft der Ladung höchstens sein dürfte, damit ein Kind mit einer Kraft von 150N die Schubkarre noch anheben könnte. f) Erläutere, durch welche Maßnahmen bei einer Schubkarre erreicht werden könnte, dass mit begrenzter Kraft größere Gewichte angehoben werden können. ; Abbildung aus: Höfling, O.: Physik. Band I. 12.Auflage Bonn S.59. Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel L / 5 / *

17 Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel A / 6 / ** a) Gib an, ob es sich bei einer Schere um einen einseitigen oder um einen zweiseitigen Hebel handelt. b) Fertige selbst eine Skizze der Schere an und zeichne darin den Drehpunkt rot die Kraftpfeile für die angreifenden Kräfte blau die Hebelarme der angreifenden Kräfte grün ein. c) Erläutere schließlich, wie bei einer Schere das Hebelgesetz angewendet wird. Um ein Blatt normales Papier zu zerschneiden ist eine Kraft von ungefähr 1N nötig. Der Abstand der Griffe einer Schere zum Drehpunkt ist 10 Mal so groß wie der Abstand des Anfangs der Schneide zum Drehpunkt. d) Berechne, welche Kraft man benötigt, um ein Blatt Papier zu zerschne iden. e) Berechne, wie weit die Griffe vom Drehpunkt entfernt sein müssten, damit man mit der gleichen Schere und der gleichen Kraft auch Pappe schneiden kann, die erst ab einer Kraft von 5N geschnitten wird. f) Erläutere, durch welche Maßnahmen bei einer Schere erreicht werden könnte, dass mit begrenzter Kraft auch stärkere Pappe oder sogar Blech geschnitten werden kann. ; Abbildung aus: Höfling, O.: Physik. Band I. 12.Auflage Bonn S.59. Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel L / 6 / **

18 Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel A / 7 / * a) Gib an, ob es sich bei der abgebildeten Waage um einen einseitigen oder um einen zweiseitigen Hebel handelt. b) Fertige selbst eine Skizze der Waage an und zeichne darin den Drehpunkt rot die Kraftpfeile für die angreifenden Kräfte blau die Hebelarme der angreifenden Kräfte grün ein. c) Erläutere schließlich, wie bei einer derartigen Waage das Hebelgesetz angewendet wird. Der Abstand des rechten Hakens, an den jeweils der Gegenstand mit unbekannter Masse gehängt wird, vom Drehpunkt beträgt 5 cm, das fest an der Waage befindliche Wägestück hat eine Masse von 100 g. d) Berechne, welche Masse der abgebildete Klotz hat, wenn sich im Gleichgewichtszustand das Wägestück 47,5cm vom Drehpunkt entfernt befindet. e) Berechne, ob mit dieser Waage, bei der der Abstand des Wägestücks zum Drehpunkt maximal 80 cm beträgt, eine Masse von ungefähr 1,7kg noch gewogen werden kann. f) Erläutere, durch welche Maßnahmen bei dieser Waage erreicht werden könnte, dass noch größere Massen gewogen werden können. ; Abbildung aus: Höfling, O.: Physik. Band I. 12.Auflage Bonn S.59. Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel L / 7 / *

19 Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel A / 8 / ** a) Gib an, ob es sich bei der abgebildeten Schranke um einen einseitigen oder um einen zweiseitigen Hebel handelt. b) Fertige selbst eine Skizze der Schranke an und zeichne darin den Drehpunkt rot die Kraftpfeile für die angreifenden Kräfte blau die Hebelarme der angreifenden Kräfte grün ein. c) Erläutere schließlich, wie bei einer derartigen Schranke das Hebelgesetz angewendet wird. Der Abstand der Ausgleichsmasse vom Drehpunkt beträgt 75 cm, die Länge des linken Teils der Schranke beträgt 3,5m. Man kann das Gewicht des rechten Teils der Schranke vernachlässigen und annehmen, dass das Gewicht des linken Teils im Schwerpunkt dieses Teils, also im Abstand von 1,75m vom Drehpunkt, angreift. d) Berechne, wie groß die Ausgleichsmasse sein muss, wenn der linke Teil der Schranke eine Masse von 50 kg hat. e) Berechne, wie weit bei gleicher Masse der Schranke die Ausgleichsmasse vom Drehpunkt entfernt sein müsste, wenn sie eine Masse von 150 kg hätte. f) Erläutere, durch welche Maßnahmen bei dieser Konstruktion erreicht werden könnte, dass noch längere und damit schwerere Schranken ausgeglichen werden können. ; Abbildung aus: Höfling, O.: Physik. Band I. 12.Auflage Bonn S.59. Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel L / 8 / **

20 Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel A / 9 / * a) Gib an, ob es sich bei einem Spaten um einen einseitigen oder um einen zweiseitigen Hebel handelt. b) Fertige selbst eine Skizze des Spatens an und zeichne darin den Drehpunkt rot die Kraftpfeile für die angreifenden Kräfte blau die Hebelarme der angreifenden Kräfte grün ein. c) Erläutere schließlich, wie bei einem Spaten das Hebelgesetz angewendet wird. Die Länge der Schaufel eines Spatens beträgt 1,20m. 20 cm, die Länge des Griffs d) Berechne, welche Kraft man aufbringen muss, wenn zum Aufbrechen des Boden eine Kraft von 80 N benötigt wird. e) Berechne, wie hart der Boden ist, wenn man zum Aufbrechen eine Kraft von 50 N benötigt. f) Erläutere, durch welche Maßnahmen bei einem Spaten erreicht werden könnte, dass mit begrenzter Kraft das Aufbrechen des Bodens noch weiter erleichtert wird. ; Abbildung aus: Höfling, O.: Physik. Band I. 12.Auflage Bonn S.59. Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel L / 9 / *

21 Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel A / 10 / * a) Gib an, ob es sich bei der abgebildeten Konstruktion um einen einseitigen oder um einen zweiseitigen Hebel handelt. b) Fertige selbst eine Skizze dieser Konstruktion an und zeichne darin den Drehpunkt rot die Kraftpfeile für die angreifenden Kräfte blau die Hebelarme der angreifenden Kräfte grün ein. c) Erläutere schließlich, wie bei dieser Konstruktion das Hebelgesetz angewendet wird. Die abgebildete Stange ist entfernt. 3,6m lang, die Unterlage befindet sich ungefähr 1,20m vom linken Ende der Stange d) Berechne, welche Kraft man am rechten Ende der Stange aufbringen muss, wenn die Kiste eine Masse von 80 kg hat. e) Berechne, wie groß die Masse der Kiste höchstens sein darf, wenn ein Kind mit der Masse 30 kg überhaupt eine Chance hat, die Kiste mit dieser Konstruktion anzuheben. f) Erläutere, durch welche Maßnahmen bei dieser Konstruktion erreicht werden könnte, dass mit begrenzter Kraft das Anheben der Kiste noch weiter erleichtert wird. ; Abbildung aus: Höfling, O.: Physik. Band I. 12.Auflage Bonn S.59. Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel L / 10 / *

22 Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel A / 11 / * a) Gib an, ob es sich bei der abgebildeten Konstruktion um einen einseitigen oder um einen zweiseitigen Hebel handelt. b) Fertige selbst eine Skizze dieser Konstruktion an und zeichne darin den Drehpunkt rot die Kraftpfeile für die angreifenden Kräfte blau die Hebelarme der angreifenden Kräfte grün ein. c) Erläutere schließlich, wie bei dieser Konstruktion das Hebelgesetz angewendet wird. Die abgebildete Stange ist Schrankes auf den Boden. 3,6m lang, der Schrank 60 cm breit und die Stange trifft in der Mitte der Breite des d) Berechne, welche Kraft man am rechten Ende der Stange aufbringen muss, wenn der Schrank eine Masse von 80 kg hat. e) Berechne, wie groß die Masse des Schrankes höchstens sein darf, wenn ein Kind mit der Kraft von 50 N überhaupt eine Chance hat, den Schrank mit dieser Konstruktion anzuheben. f) Erläutere, durch welche Maßnahmen bei dieser Konstruktion erreicht werden könnte, dass mit begrenzter Kraft das Anheben des Schrankes noch weiter erleichtert wird. Klasse Thema Typ / Nr. / Schwierigkeit 9 Physik Sekundarstufe I Mechanik Hebel L / 11 / *

Im abgebildeten rechtwinkligen Dreieck ( ein Winkel ist 90 groß ) ist β = 40. Wie groß ist Winkel γ?

Im abgebildeten rechtwinkligen Dreieck ( ein Winkel ist 90 groß ) ist β = 40. Wie groß ist Winkel γ? LM Gleichungen Seite 30 Übergang Schule - Betrieb Beispiel 1: γ α β Im abgebildeten rechtwinkligen Dreieck ( ein Winkel ist 90 groß ) ist β = 40. Wie groß ist Winkel γ? gegeben: α = 90 β = 40 Winkelsumme

Mehr

Aufgabe 1 Um welche Strecke verlängert sich eine Feder mit D = 50 N/m, wenn eine Masse von 1 kg angehängt wird? Lösung: s = 0.2 m

Aufgabe 1 Um welche Strecke verlängert sich eine Feder mit D = 50 N/m, wenn eine Masse von 1 kg angehängt wird? Lösung: s = 0.2 m 13. Statik 13.1. Federgesetz Federgesetz F =D s [ D]= [ F ] [s] = N m Umrechnung 1 N cm =100 N m Um welche Strecke verlängert sich eine Feder mit D = 50 N/m, wenn eine Masse von 1 kg angehängt wird? Lösung:

Mehr

m = 500 g m = 400 g m = 600 g

m = 500 g m = 400 g m = 600 g Anwendungsaufgaben - Kraftwandler Gib für die folgenden Kraftwandler an, welche Bestimmungsstücke einer Kraft (Betrag, Richtung, Angriffspunkt) jeweils verändert werden. a) Seil b) feste Rolle mit Seil

Mehr

Anwendungsaufgaben - Kraftwandler 1 Bestimme jeweils den Betrag der Zugkraft. Die Masse der Rollen soll dabei vernachlässigt werden.

Anwendungsaufgaben - Kraftwandler 1 Bestimme jeweils den Betrag der Zugkraft. Die Masse der Rollen soll dabei vernachlässigt werden. Anwendungsaufgaben - Kraftwandler 1 Bestimme jeweils den Betrag der Zugkraft. Die Masse der Rollen soll dabei vernachlässigt werden. a) b) c) d) e) m = 300 g m = 500 g m = 400 g m = 600 g 2 Die nebenstehende

Mehr

DOWNLOAD VORSCHAU. Physik kompetenzorientiert: Mechanik / 8. Klasse. zur Vollversion

DOWNLOAD VORSCHAU. Physik kompetenzorientiert: Mechanik / 8. Klasse. zur Vollversion DOWNLOAD Anke Ganzer Physik kompetenzorientiert: Mechanik 5 7. / 8. Klasse Bergedorfer Unterrichtsideen Anke Ganzer Downloadauszug aus dem Originaltitel: Physik II kompetenzorientierte Aufgaben Optik,

Mehr

TG TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN 4 MECHANIK REPETITIONEN 4 DREHMOMENT UND SEILROLLEN 1 DREHMOMENT. 1 Drehbewegung erkennen. 06. Februar

TG TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN 4 MECHANIK REPETITIONEN 4 DREHMOMENT UND SEILROLLEN 1 DREHMOMENT. 1 Drehbewegung erkennen. 06. Februar 1 Drehbewegung erkennen Dreht sich dieser Körper? Wenn ja, in welche Richtung? Die Länge der Kraftpfeile bzw. der Hebelarme entspricht der Grösse der Kraft bzw. der Länge des Hebelarmes! Zeichnen sie das

Mehr

Physik für Biologen und Zahnmediziner

Physik für Biologen und Zahnmediziner Physik für Biologen und Zahnmediziner Kapitel 4: Arbeit, Energie und Meachnik starrer Körper Dr. Daniel Bick 17. November 2017 Daniel Bick Physik für Biologen und Zahnmediziner 17. November 2017 1 / 39

Mehr

DOWNLOAD. Last Minute: Physik 7. Klasse. Mechanik 3. Hebel. Last Minute: Physik 7. Klasse. Carolin Schmidt Hardy Seifert

DOWNLOAD. Last Minute: Physik 7. Klasse. Mechanik 3. Hebel. Last Minute: Physik 7. Klasse. Carolin Schmidt Hardy Seifert DOWNLOAD Carolin Schmidt Hardy Seifert Last Minute: Physik 7. Klasse Mechanik 3 Hebel Carolin Schmidt, Hardy Seifert Bergedorfer Kopiervorlagen Downloadauszug aus dem Originaltitel: Last Minute: Physik

Mehr

Volumen von Gasen. Masse, Masseneinheit und Dichte

Volumen von Gasen. Masse, Masseneinheit und Dichte Volumen von Gasen Versuch: Wir halten das freie Ende des PVC- Schlauches in den Messzylinder. Gibt man kurz die Öffnung des Luftballons frei, so strömt Luft in den Messzylinder, steigt nach oben und verdrängt

Mehr

Einfache Maschinen. 1. Die schiefe Ebene (Standort: Bereich Atrium, Rampe)

Einfache Maschinen. 1. Die schiefe Ebene (Standort: Bereich Atrium, Rampe) Datum Name Einfache Maschinen Klasse Im Laufe der Zeit erfanden Menschen immer neuere Maschinen, die ihnen körperliche Arbeit und damit den Alltag erleichterten. In der Regel denkt man bei dem Wort Maschine

Mehr

VORANSICHT I/B. Der Hebel ein fundamentales Werkzeug. Ohne Hebel läuft im Alltag nichts! Der Beitrag im Überblick

VORANSICHT I/B. Der Hebel ein fundamentales Werkzeug. Ohne Hebel läuft im Alltag nichts! Der Beitrag im Überblick 28. Der Hebel ein fundamentales Werkzeug 1 von 16 Der Hebel ein fundamentales Werkzeug Jost Baum, Wuppertal Haben Sie sich schon einmal Gedanken darüber gemacht, wie oft am Tag Sie einen Hebel benutzen?

Mehr

DOWNLOAD. Physik kompetenzorientiert: Mechanik / 8. Klasse

DOWNLOAD. Physik kompetenzorientiert: Mechanik / 8. Klasse DOWNLOAD Anke Ganzer Physik kompetenzorientiert: Mechanik 5 7. / 8. Klasse Anke Ganzer Bergedorfer Unterrichtsideen Downloadauszug aus dem Originaltitel: Physik II kompetenzorientierte Aufgaben Optik,

Mehr

Physik für Biologen und Zahnmediziner

Physik für Biologen und Zahnmediziner Physik für Biologen und Zahnmediziner Kapitel 5: Drehmoment, Gleichgewicht und Rotation Dr. Daniel Bick 16. November 2016 Daniel Bick Physik für Biologen und Zahnmediziner 16. November 2016 1 / 39 Impuls

Mehr

KAPITEL 1: Die Welt, in der wir uns bewegen

KAPITEL 1: Die Welt, in der wir uns bewegen KAPITEL 1: Die Welt, in der wir uns bewegen Kugel Kugel Tischplatte Zug beschleunigt Tischplatte Zug bremst Die Kugel möchte ihren Bewegungszustand beibehalten. Bestimmen der Masse mit einer Balkenwaage...

Mehr

Mechanik I. Arbeitsblätter. (Lehrerversion) GIDA 2010

Mechanik I. Arbeitsblätter. (Lehrerversion) GIDA 2010 Arbeitsblätter (Lehrerversion) Sek. I Arbeitsblatt 1 Kräfte: Vervollständige den Lückentext! Überall in der Welt begegnen uns Kräfte. Man kann sie nicht direkt sehen, man erkennt sie nur an ihrer Wirkung.

Mehr

6 Mechanik des Starren Körpers

6 Mechanik des Starren Körpers 6 Mechanik des Starren Körpers Ein Starrer Körper läßt sich als System von N Massenpunkten m (mit = 1,...,N) auffassen, die durch starre, masselose Stangen miteinander verbunden sind. Dabei ist N M :=

Mehr

Drehimpuls, Drehmoment, Einfache Maschinen

Drehimpuls, Drehmoment, Einfache Maschinen Aufgaben 4 Rotations-Mechanik Drehimpuls, Drehmoment, Einfache Maschinen Lernziele - das Drehimpulsbilanzgesetz verstehen und anwenden können. - wissen, dass sich die Wirkung einer Kraft nicht ändert,

Mehr

Physik für Biologen und Zahnmediziner

Physik für Biologen und Zahnmediziner Physik für Biologen und Zahnmediziner Kapitel 5: Drehmoment, Gleichgewicht und Rotation Dr. Daniel Bick 16. November 2016 Daniel Bick Physik für Biologen und Zahnmediziner 16. November 2016 1 / 39 Impuls

Mehr

Physik für Biologen und Zahnmediziner

Physik für Biologen und Zahnmediziner Physik für Biologen und Zahnmediziner Kapitel 5: Impuls und Drehungen Dr. Daniel Bick 22. November 2017 Daniel Bick Physik für Biologen und Zahnmediziner 22. November 2017 1 / 24 Hinweise zur Klausur Sa,

Mehr

Mechanik I. Arbeitsblätter. (Schülerversion) GIDA 2010

Mechanik I. Arbeitsblätter. (Schülerversion) GIDA 2010 Arbeitsblätter (Schülerversion) Sek. I Arbeitsblatt 1 Kräfte: Vervollständige den Lückentext! Überall in der Welt begegnen uns. Man kann sie nicht direkt sehen, man erkennt sie nur an ihrer. Kräfte können

Mehr

Begleitmaterialien für Unterrichtsgänge in das Deutsche Museum erarbeitet von Lehrkräften

Begleitmaterialien für Unterrichtsgänge in das Deutsche Museum erarbeitet von Lehrkräften Begleitmaterialien für Unterrichtsgänge in das Deutsche Museum erarbeitet von Lehrkräften Thema Physik DM- Abteilung Physik Kurzbeschreibung Kräftepaar und Drehmoment Schulart Gymnasium Jahrgangsstufe

Mehr

Wirkungslinie einer Kraft, Drehmoment, Einfache Maschinen

Wirkungslinie einer Kraft, Drehmoment, Einfache Maschinen Übung 4 Rotations-Mechanik Wirkungslinie einer Kraft, Drehmoment, Einfache Maschinen Lernziele - wissen, dass sich die Wirkung einer Kraft nicht ändert, wenn man die Kraft auf ihrer Wirkungslinie verschiebt.

Mehr

3. Allgemeine Kraftsysteme

3. Allgemeine Kraftsysteme 3. Allgemeine Kraftsysteme 3.1 Parallele Kräfte 3.2 Kräftepaar und Moment 3.3 Gleichgewicht in der Ebene Prof. Dr. Wandinger 1. Statik TM 1.3-1 3.1 Parallele Kräfte Bei parallelen Kräften in der Ebene

Mehr

Drehimpuls, Drehmoment, Kraft-/Drehmoment-"Wandler"

Drehimpuls, Drehmoment, Kraft-/Drehmoment-Wandler Aufgaben 5 Rotations-Mechanik Drehimpuls, Drehmoment, Kraft-/Drehmoment-"Wandler" Lernziele - das Drehimpulsbilanzgesetz verstehen und anwenden können. - wissen, dass sich die Wirkung einer Kraft nicht

Mehr

Physik Klasse 7. Projekt. Energie, Umwelt, Mensch 8h. Kraft und ihre Wirkungen. 22h. Elektrische Leitungsvorgänge. Naturgewalten Blitz und Donner 3h

Physik Klasse 7. Projekt. Energie, Umwelt, Mensch 8h. Kraft und ihre Wirkungen. 22h. Elektrische Leitungsvorgänge. Naturgewalten Blitz und Donner 3h 1. Kraft und ihre Wirkungen KA 22h Energie, Umwelt, Mensch 8h 2. Projekt Physik Klasse 7 3. Elektrische Leitungsvorgänge KA 20h 4. Naturgewalten Blitz und Donner 3h Kraft und ihre Wirkungen Lies LB. S.

Mehr

HEBELGESETZE werden oft unterschaetzt, darum...

HEBELGESETZE werden oft unterschaetzt, darum... HEBELGESETZE......werden oft unterschaetzt, darum... 1)...mache dich mit dem Applet (http://www.walter-fendt.de/ph14d/hebel.htm) vertraut, indem du es aufrufst, den Text ueber und unter dem Applet liesst

Mehr

Drehimpuls, Drehmoment, Kraft-/Drehmoment-"Wandler"

Drehimpuls, Drehmoment, Kraft-/Drehmoment-Wandler Aufgaben 5 Rotations-Mechanik Drehimpuls, Drehmoment, Kraft-/Drehmoment-"Wandler" Lernziele - das Drehimpulsbilanzgesetz verstehen und anwenden können. - wissen und verstehen, dass sich die Wirkung einer

Mehr

Demonstrationsexperimente WS 2004/2005. Thema: Gleichgewichtsbedingungen am einseitigen Hebel. Peter Maul 17. Dezember 2004

Demonstrationsexperimente WS 2004/2005. Thema: Gleichgewichtsbedingungen am einseitigen Hebel. Peter Maul 17. Dezember 2004 Demonstrationsexperimente WS 2004/2005 Thema: Gleichgewichtsbedingungen am einseitigen Hebel 1) Versuchsbeschreibung Peter Maul 17. Dezember 2004 Mit diesem Versuch soll die Gleichgewichtsbedingung am

Mehr

4.9 Der starre Körper

4.9 Der starre Körper 4.9 Der starre Körper Unter einem starren Körper versteht man ein physikalische Modell von einem Körper der nicht verformbar ist. Es erfolgt eine Idealisierung durch die Annahme, das zwei beliebig Punkte

Mehr

Kraft Arbeit Energie

Kraft Arbeit Energie Kraft Arbeit Energie Definition Kraft mit Beispielen Kraftmessung und Hooke sches Gesetz Gewichtskraft Kräftegleichgewicht Einfache Maschinen und Goldene Regel der Mechanik Definition Physikalische Arbeit

Mehr

Die Kraft. Mechanik. Kräfteaddition. Die Kraft. F F res = F 1 -F 2

Die Kraft. Mechanik. Kräfteaddition. Die Kraft. F F res = F 1 -F 2 Die Kraft Mechanik Newton sche Gesetze und ihre Anwendung (6 h) Physik Leistungskurs physikalische Bedeutung: Die Kraft gibt an, wie stark ein Körper auf einen anderen einwirkt. FZ: Einheit: N Gleichung:

Mehr

Physik für Biologen und Zahnmediziner

Physik für Biologen und Zahnmediziner Physik für Biologen und Zahnmediziner Kapitel 5: Drehmoment, Gleichgewicht, Rotation Dr. Daniel Bick 14. November 2012 Daniel Bick Physik für Biologen und Zahnmediziner 14. November 2012 1 / 38 Folien

Mehr

Zweiseitiger Hebel (Artikelnr.: P )

Zweiseitiger Hebel (Artikelnr.: P ) Lehrer-/Dozentenblatt Gedruckt: 30.03.207 4:36:44 P000600 Zweiseitiger Hebel (Artikelnr.: P000600) Curriculare Themenzuordnung Fachgebiet: Physik Bildungsstufe: Klasse 7-0 Lehrplanthema: Mechanik Unterthema:

Mehr

Dynamik Lehre von den Kräften

Dynamik Lehre von den Kräften Dynamik Lehre von den Kräften Physik Grundkurs Stephie Schmidt Kräfte im Gleichgewicht Kräfte erkennt man daran, dass sie Körper verformen und/oder ihren Bewegungszustand ändern. Es gibt Muskelkraft, magnetische

Mehr

Fragenkatalog Kapitel 06 Mechanik

Fragenkatalog Kapitel 06 Mechanik Fragenkatalog Kapitel 06 Mechanik Kraft (WH), Arbeit, Energie, Leistung Wiederholung: Formel für die Kraft: Einheit der Kraft: 1kg = N Wann wird Arbeit verrichtet? Arbeit wird nur verrichtet, wenn... Formel:

Mehr

Physik für Biologen und Zahnmediziner

Physik für Biologen und Zahnmediziner Physik für Biologen und Zahnmediziner Kapitel 5: Impuls und Drehungen Dr. Daniel Bick 22. November 2017 Daniel Bick Physik für Biologen und Zahnmediziner 22. November 2017 1 / 36 Hinweise zur Klausur Sa,

Mehr

Vorschläge zur Unterrichtsdurchführung

Vorschläge zur Unterrichtsdurchführung Vorschläge zur Unterrichtsdurchführung Anhand dieser Einheit werden die Begriffe Drehmoment und Schwerpunkt eingeführt und die Gesetze für das Drehmomentgleichgewicht (Hebelgesetze) formuliert. Vorbereitung

Mehr

DOWNLOAD. Last Minute: Kraftwandler. Materialien für die schnelle Unterrichtsvorbereitung. Last Minute: Physik 9. Klasse

DOWNLOAD. Last Minute: Kraftwandler. Materialien für die schnelle Unterrichtsvorbereitung. Last Minute: Physik 9. Klasse DOWNLOAD Carolin Schmidt Hardy Seifert Antje Barth Last Minute: Kraftwandler Materialien für die schnelle Unterrichtsvorbereitung Physik 9. Klasse Carolin Schmidt, Hardy Seifert, Antje Barth Bergedorfer

Mehr

PHYSIK-LABOR. Beschreibe die Beobachtungen zu folgenden Fällen: (auf der Rückseite oder auf dem Bogen)

PHYSIK-LABOR. Beschreibe die Beobachtungen zu folgenden Fällen: (auf der Rückseite oder auf dem Bogen) PHYSIK-LOR Drehmoment und uflagerkräfte 3-stündiges Praktikum Ziel der Übung Studium von Drehmomenten und uflagerkräften Sicherheit im Umrechnen von Einheiten und bei der enutzung von SI-Vorsätzen Umgang

Mehr

0,6 m. 0,4m. Gegeben seien die obigen drei auf den Balken wirkenden Kräfte mit:

0,6 m. 0,4m. Gegeben seien die obigen drei auf den Balken wirkenden Kräfte mit: Kurs: Statik Thema: Resultierende bestimmen Aufgabe 1) Wo liegt bei der Berechnung der Resultierenden der Unterschied zwischen Kräften mit einem gemeinsamen Angriffspunkt und Kräften mit unterschiedlichen

Mehr

und F r auf einen Körper, so befindet sich dieser im Kräftegleichgewicht wenn + F = 0.

und F r auf einen Körper, so befindet sich dieser im Kräftegleichgewicht wenn + F = 0. 0TG - MECHANIK P. Rendulić 0 KRÄTEGLEICHGEWICHT 3 5 KRÄTEGLEICHGEWICHT 5. Definition In einem gegebenen Bezugssystem ist ein Körper im Kräftegleichgewicht, wenn alle Punkte, die den Körper bilden, sich

Mehr

Kräftepaar und Drehmoment

Kräftepaar und Drehmoment Kräftepaar und Drehmoment Vorlesung und Übungen 1. Semester BA Architektur KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft www.kit.edu Kräftepaar

Mehr

Unregelmäßig geformte Scheibe Best.- Nr. MD02256

Unregelmäßig geformte Scheibe Best.- Nr. MD02256 Unregelmäßig geformte Scheibe Best.- Nr. MD02256 Momentenlehre Ziel Die unregelmäßig geformte Scheibe wurde gewählt, um den Statik-Kurs zu vervollständigen und um einige praktische Versuche durchzuführen.

Mehr

Einseitiger Hebel (Artikelnr.: P )

Einseitiger Hebel (Artikelnr.: P ) Lehrer-/Dozentenblatt Einseitiger Hebel (Artikelnr.: P1000700) Curriculare Themenzuordnung Fachgebiet: Physik Bildungsstufe: Klasse 7-10 Lehrplanthema: Mechanik Unterthema: Kräfte, einfache Maschinen Experiment:

Mehr

Aufgaben zum Thema Kraft

Aufgaben zum Thema Kraft Aufgaben zum Thema Kraft 1. Ein Seil ist mit einem Ende an einem Pfeiler befestigt und wird reibungsfrei über einen weiteren Pfeiler derselben Höhe im Abstand von 20 m geführt. Das andere Seilende ist

Mehr

5.3 Drehimpuls und Drehmoment im Experiment

5.3 Drehimpuls und Drehmoment im Experiment 5.3. DREHIMPULS UND DREHMOMENT IM EXPERIMENT 197 5.3 Drehimpuls und Drehmoment im Experiment Wir besprechen nun einige Experimente zum Thema Drehimpuls und Drehmoment. Wir betrachten ein System von N Massenpunkten,

Mehr

Die zum Heben aufzubringende Kraft kann noch weiter verringert werden, indem der Körper von noch mehr Seilstücken getragen wird.

Die zum Heben aufzubringende Kraft kann noch weiter verringert werden, indem der Körper von noch mehr Seilstücken getragen wird. Seite 1 Sachinformation ROLLEN UND LASCHENZÜGE Ein laschenzug ist eine einfache Maschine, die den Betrag der aufzubringenden Kraft zum Bewegen oder Heben von Lasten verringert. Der laschenzug besteht aus

Mehr

Illustrierende Aufgaben zum LehrplanPLUS. Schneller schneller mit eigener Kraft?

Illustrierende Aufgaben zum LehrplanPLUS. Schneller schneller mit eigener Kraft? Schneller schneller mit eigener Kraft? Stand: 21.09.2018 Jahrgangsstufen FOS 10, BOS 10 Fach/Fächer Übergreifende Bildungs- und Erziehungsziele Benötigtes Material Physik Medienbildung/digitale Bildung,

Mehr

Physik-Aufgaben 2 Hebel am Menschen

Physik-Aufgaben 2 Hebel am Menschen A1 ewton sche Axiome Aufgabe 1.1 Was sagt das zweite ewton sche Axiom aus? Kraft = Masse x Beschleunigung Aufgabe 1. Aufgabe 1.3 ennen und erklären Sie die drei ewton schen Axiome! Die ewton'schen Axiome

Mehr

Physik-Übung * Jahrgangsstufe 8 * Herleitung einer Formel für die Spannenergie

Physik-Übung * Jahrgangsstufe 8 * Herleitung einer Formel für die Spannenergie Physik-Übung * Jahrgangsstufe 8 * Herleitung einer Formel für die Spannenergie A. Hookesches Gesetz Die Dehnung s einer Feder hängt ab von der Kraft F, mit der an der Feder gezogen wird. Untersuche den

Mehr

3.6 Einführung in die Vektorrechnung

3.6 Einführung in die Vektorrechnung 3.6 Einführung in die Vektorrechnung Inhaltsverzeichnis Definition des Vektors 2 2 Skalare Multiplikation und Kehrvektor 4 3 Addition und Subtraktion von Vektoren 5 3. Addition von zwei Vektoren..................................

Mehr

1.12 Einführung in die Vektorrechung

1.12 Einführung in die Vektorrechung . Einführung in die Vektorrechung Inhaltsverzeichnis Definition des Vektors Skalare Multiplikation und Kehrvektor 3 3 Addition und Subtraktion von Vektoren 3 3. Addition von zwei Vektoren..................................

Mehr

Physik 1. Kinematik, Dynamik.

Physik 1. Kinematik, Dynamik. Physik Mechanik 3 Physik 1. Kinematik, Dynamik. WS 15/16 1. Sem. B.Sc. Oec. und B.Sc. CH Physik Mechanik 5 Themen Definitionen Kinematik Dynamik Physik Mechanik 6 DEFINITIONEN Physik Mechanik 7 Was ist

Mehr

Physik-Praktikum. für Studierende des Studiengangs Staatsexamen Medizin. Wintersemester 2014/15. Versuch 2: Biomechanik

Physik-Praktikum. für Studierende des Studiengangs Staatsexamen Medizin. Wintersemester 2014/15. Versuch 2: Biomechanik Physik-Praktikum für Studierende des Studiengangs Staatsexamen Medizin Versuch 2: Biomechanik Wintersemester 2014/15 Carl von Ossietzky Universität Oldenburg Institut für Physik D-26111 Oldenburg 25. September

Mehr

Grundwissen Physik 8. Klasse Schuljahr 2011/12

Grundwissen Physik 8. Klasse Schuljahr 2011/12 1. Was du aus der 7. Klasse Natur und Technik unbedingt noch wissen solltest a) Vorsilben (Präfixe) und Zehnerpotenzen Bezeichnung Buchstabe Wert Beispiel Kilo k 1.000=10 3 1 kg=1000 g=10 3 g Mega M 1.000.000=10

Mehr

Physik für Biologen und Zahnmediziner

Physik für Biologen und Zahnmediziner Physik für Biologen und Zahnmediziner Kapitel 4: Arbeit, Energie und Meachnik starrer Körper Dr. Daniel Bick 17. November 2017 Daniel Bick Physik für Biologen und Zahnmediziner 17. November 2017 1 / 39

Mehr

Arbeitsblatt Physik 2 (Mechanik) Statik

Arbeitsblatt Physik 2 (Mechanik) Statik Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) Hochschule für Technik Institut für Mathematik und Naturwissenschaften Arbeitsblatt Physik 2 (Mechanik) Dozent: - Brückenkurs Mathematik / Physik 2016 Modul: Physik

Mehr

Trägheitsmoment (TRÄ)

Trägheitsmoment (TRÄ) Physikalisches Praktikum Versuch: TRÄ 8.1.000 Trägheitsmoment (TRÄ) Manuel Staebel 3663 / Michael Wack 34088 1 Versuchsbeschreibung Auf Drehtellern, die mit Drillfedern ausgestattet sind, werden die zu

Mehr

Übung zu Mechanik 1 Seite 65

Übung zu Mechanik 1 Seite 65 Übung zu Mechanik 1 Seite 65 Aufgabe 109 Gegeben ist das skizzierte System. a) Bis zu welcher Größe kann F gesteigert werden, ohne daß Rutschen eintritt? b) Welches Teil rutscht, wenn F darüber hinaus

Mehr

Hydraulik - Erklärung

Hydraulik - Erklärung 3.2.3 - Hydraulik - Erklärung VERSUCH 1 HYDRAULISCHE WAAGE Versuchsdurchführung: Die hydraulische Waage setzt sich im Prinzip aus einem verbundenen Hydrauliksystem zweier Hydraulikzylinder zusammen. Diese

Mehr

2 Masse, Kraft und Gewicht

2 Masse, Kraft und Gewicht 2 Masse, Kraft und Gewicht Ziele dieses Kapitels Du weisst, was eine Kraft ist und kennst die Einheit. Du kannst korrekt zwischen Masse und Gewicht (= Gewichtskraft) eines Körpers unterscheiden. Du weisst,

Mehr

Kurs: Statik Thema: Allgemeine Kräftegruppe Bestimmung der Resultierenden F 5

Kurs: Statik Thema: Allgemeine Kräftegruppe Bestimmung der Resultierenden F 5 Kurs: Statik Thema: Allgemeine Kräftegruppe Bestimmung der esultierenden Aufgabe: Belasteter Balken F 5 F 1 F 2 F 3 F 4 F 5 55 110 a a a a a Gegeben: F1 = 20 N F2 = 15 N F3 = 30 N F4 = 10 N F5 = 45 N a

Mehr

M1 Maxwellsches Rad. 1. Grundlagen

M1 Maxwellsches Rad. 1. Grundlagen M1 Maxwellsches Rad Stoffgebiet: Translations- und Rotationsbewegung, Massenträgheitsmoment, physikalisches Pendel. Versuchsziel: Es ist das Massenträgheitsmoment eines Maxwellschen Rades auf zwei Arten

Mehr

Mechanik 1. Übungsaufgaben

Mechanik 1. Übungsaufgaben Mechanik 1 Übungsaufgaben Universitätsprofessor Dr.-Ing. habil. Jörg Schröder Universität Duisburg-Essen, Standort Essen Fachbereich 10 - Bauwesen Institut für Mechanik Übung zu Mechanik 1 Seite 1 Aufgabe

Mehr

Wiederholung Physik I - Mechanik

Wiederholung Physik I - Mechanik Universität Siegen Wintersemester 2011/12 Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät Prof. Dr. M. Risse, M. Niechciol Department Physik 9. Übungsblatt zur Vorlesung Physik II für Elektrotechnik-Ingenieure

Mehr

Klausur zur Vorlesung Physik I für Chemiker (WS 2017/18)

Klausur zur Vorlesung Physik I für Chemiker (WS 2017/18) Universität Siegen Wintersemester 2017/18 Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät Department Physik Klausur zur Vorlesung Physik I für Chemiker (WS 2017/18) Datum: Dienstag, 13.02.2017, 10:00-12:00 Prof.

Mehr

7. Lektion Drehmoment, Hebel, Schwerpunkt. H. Zabel 7. Lektion: Drehmoment 1

7. Lektion Drehmoment, Hebel, Schwerpunkt. H. Zabel 7. Lektion: Drehmoment 1 7. Lektion Drehmoment, Hebel, Schwerpunkt H. Zabel 7. Lektion: Drehmoment 1 Lernziel: Drehmoment bewirkt eine zeitliche Änderung des Drehimpulses, analog zur Kraft, die eine zeitliche Änderung des Impulses

Mehr

2. Musterklausur in K1

2. Musterklausur in K1 Name: Punkte: Note: Ø: Physik Kursstufe Abzüge für Darstellung: Rundung:. Musterklausur in K Die Klausur stellt nur eine kleine Auswahl der möglichen Themen dar. Inhalt der Klausur kann aber der gesamte

Mehr

Impuls/Kraft als Vektor, Impulsbilanz/Grundgesetz, Reibung

Impuls/Kraft als Vektor, Impulsbilanz/Grundgesetz, Reibung TBM, Physik, T. Borer Übung 1-006/07 Übung 1 Mechanik Impuls/Kraft als Vektor, Impulsbilanz/Grundgesetz, Reibung Lernziele - die vektorielle Addition bzw. Zerlegung von Impuls, Impulsstrom und Kraft zur

Mehr

Prüfungsvorbereitung 2016: Mathematik / Physik

Prüfungsvorbereitung 2016: Mathematik / Physik Prüfungsvorbereitung 2016: Mathematik / Physik 1 Ein Zug fährt von A nach G. Berechnen Sie die reine Fahrzeit des Zuges. Station Ankunft Abfahrt A 07.05 B 07.25 07.30 C 08.05 08.12 D 08.55 09.12 E 09.45

Mehr

Fakultät für Physik Wintersemester 2016/17. Übungen zur Physik I für Chemiker und Lehramt mit Unterrichtsfach Physik

Fakultät für Physik Wintersemester 2016/17. Übungen zur Physik I für Chemiker und Lehramt mit Unterrichtsfach Physik Fakultät für Physik Wintersemester 2016/17 Übungen zur Physik I für Chemiker und Lehramt mit Unterrichtsfach Physik Dr. Andreas K. Hüttel Blatt 4 / 9.11.2016 1. May the force... Drei Leute A, B, C ziehen

Mehr

Werkzeuge als Kraftwandler

Werkzeuge als Kraftwandler Werkzeuge als Kraftwandler Ein Film von Wolfgang Voelker Beitrag: Sabine Schmitt und Stefan Gneiting Inhalt Nüsse knacken, einen Nagel in einen Balken schlagen oder einen Baumstamm zersägen all diese Arbeiten

Mehr

5.5.2 Kräfte am Auflager (http://www.ki-smile.de/kismile/view70,6,382.html)

5.5.2 Kräfte am Auflager (http://www.ki-smile.de/kismile/view70,6,382.html) Eckleinjarten a. 7580 remerhaven 047 46 rath-u@t-online.de 5.5. Kräfte am uflager (http://www.ki-smile.de/kismile/view70,6,8.html) ufgaben mit Löser ür eine rässpindel von 50 mm Länge sind die uflagerkräfte

Mehr

Aufgaben zum Skalarprodukt

Aufgaben zum Skalarprodukt Aufgaben zum Skalarprodukt 3 1.0 Gegeben ist der Vektor a= 4. 5 0 0 1.1 Berechnen Sie a und a. 1.2 Berechnen Sie denjenigen Vektor der Länge 5 LE, der dieselbe Orientierung hat wie der Gegenvektor von

Mehr

Lösungen zu Aufgaben Kräfte, Drehmoment c 2016 A. Kersch

Lösungen zu Aufgaben Kräfte, Drehmoment c 2016 A. Kersch Lösungen zu Aufgaben Kräfte, Drehmoment c 2016 A. Kersch Freischneiden Was zeigt die Waage? Behandeln Sie die Person auf der Plattform auf der Waage als eindimensionales Problem. Freischneiden von Person

Mehr

Aufgaben zur Übungsklausur zur Vorlesung Einführung in die Physik für Natur- und Umweltwissenschaftler v. Issendorff, WS2013/

Aufgaben zur Übungsklausur zur Vorlesung Einführung in die Physik für Natur- und Umweltwissenschaftler v. Issendorff, WS2013/ Aufgaben zur Übungsklausur zur Vorlesung Einführung in die Physik für Natur- und Umweltwissenschaftler v. Issendorff, WS013/14 18.1.013 Diese Aufgaben entsprechen der Abschlußklausur, für die 1 ¾ Stunden

Mehr

Drehmoment

Drehmoment Drehmoment Drehmoment Ein Drehmoment entsteht, wenn eine Kraft in einem Abstand zu einem bestimmten Drehpunkt wirkt. Das Drehmoment ist ein Vektorprodukt. Der Betrag des Drehmoments ist gleich dem Produkt

Mehr

In der Physik definiert man Arbeit durch das Produkt aus Kraft und Weg:

In der Physik definiert man Arbeit durch das Produkt aus Kraft und Weg: Werkstatt: Arbeit = Kraft Weg Viel Kraft für nichts? In der Physik definiert man Arbeit durch das Produkt aus Kraft und Weg: W = * = F * s FII bezeichnet dabei die Kraftkomponente in Wegrichtung s. Die

Mehr

Theoretische Mechanik

Theoretische Mechanik Prof. Dr. R. Ketzmerick/Dr. R. Schumann Technische Universität Dresden Institut für Theoretische Physik Sommersemester 2008 Theoretische Mechanik 9. Übung 9.1 d alembertsches Prinzip: Flaschenzug Wir betrachten

Mehr

Wichtige Informationen zum Versuch

Wichtige Informationen zum Versuch 1 Datum: Versuch 3 A Mechanik-Hebel Namen: Wichtige Informationen zum Versuch Allgemeine Hinweise: Sie können in dieser Anleitung alle Überlegungen, Messwerte und Rechnungen festhalten. Werden Sie gebeten,

Mehr

Experimente-Kartei: Statische Mechanik. I. Schwerkraft

Experimente-Kartei: Statische Mechanik. I. Schwerkraft Experimente-Kartei: Statische Mechanik von Peter Gebhardt-Seele, Mai 1998 I. Schwerkraft übersetzt, etwas verändert und gestaltet von Thomas Helmle, 74535 Mainhardt, Juni 2004 Experimente-Kartei: Statische

Mehr

Seilzug- und Freihanteltraining

Seilzug- und Freihanteltraining w w w. a c a d e m y o f s p o r t s. d e w w w. c a m p u s. a c a d e m y o f s p o r t s. d e Seilzug- und Freihanteltraining L E H R S K R I P T online-campus Auf dem Online Campus der Academy of Sports

Mehr

A. p = Pa B. p = Pa C. p = 294 Pa D. p = Pa E. p = Pa

A. p = Pa B. p = Pa C. p = 294 Pa D. p = Pa E. p = Pa Aufgabe 1: Eine beidseitig geschlossene Orgelpfeife sei 4 m lang und mit Xenon gefüllt. Was ist die Frequenz f der niedrigsten Schwingungsmode? (Schallgeschwindigkeit in Xenon 176 m/s). A. f = 44 Hz B.

Mehr

Experimentalphysik 1

Experimentalphysik 1 Technische Universität München Fakultät für Physik Ferienkurs Experimentalphysik 1 WS 16/17 Lösung 1 Ronja Berg (ronja.berg@tum.de) Katharina Scheidt (katharina.scheidt@tum.de) Aufgabe 1: Superposition

Mehr

Achslastberechnungen. Scania Distributoren und Händler haben ein Kalkulationsprogramm, das die optimierte Last- und Achslastverteilung erleichtert.

Achslastberechnungen. Scania Distributoren und Händler haben ein Kalkulationsprogramm, das die optimierte Last- und Achslastverteilung erleichtert. Allgemeine Informationen zu Achslastberechnungen Für sämtliche Arten von Transportarbeiten mit Lkws muss das ab Werk gelieferte Fahrgestell mit einem Aufbau ausgerüstet werden. Allgemeine Informationen

Mehr

1.3. Aufgaben zur Statik

1.3. Aufgaben zur Statik 1.3. Aufgaben ur Statik Aufgabe 1: Kräfteerlegung Ein Schlitten kann auf einer Schiene horiontal bewegt werden. Im Winkel von = 40 ur Schiene ieht ein Seil mit der Kraft = 100 N an dem Schlitten. Bestimme

Mehr

Biomechanik im Sporttheorieunterricht

Biomechanik im Sporttheorieunterricht Betrifft 31 DR. MARTIN HILLEBRECHT Biomechanik im Sporttheorieunterricht - Innere und äußere Kräfte - 1 EINLEITUNG Im ersten Teil der Reihe Biomechanik im Sportunterricht wurde die physikalische Größe

Mehr

Grund- und Angleichungsvorlesung Kinematik, Dynamik.

Grund- und Angleichungsvorlesung Kinematik, Dynamik. 2 Grund- und Angleichungsvorlesung Physik. Kinematik, Dynamik. WS 18/19 1. Sem. B.Sc. LM-Wissenschaften Diese Präsentation ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung Nichtkommerziell Weitergabe

Mehr

Das Hebelgesetz zur Lösung technischer Aufgaben

Das Hebelgesetz zur Lösung technischer Aufgaben Es gibt einseitige Hebel, zweiseitige Hebel und Winkelhebel. Mit allen Hebeln kann man die Größe und Richtung von Kräften ändern. In der Regel verwendet man Hebel zur Vergrößerung von Kräften. Das Hebelgesetz

Mehr

TECHNISCHE MECHANIK A (STATIK)

TECHNISCHE MECHANIK A (STATIK) Probeklausur im Fach TECHNISCHE MECHANIK A (STATIK) Nr. 3 Matrikelnummer: Vorname: Nachname: Ergebnis Klausur Aufgabe: 1 2 3 4 5 6 Summe Punkte: 31 5,5 15,5 10,5 11,5 6 80 Davon erreicht Punkte: Gesamtergebnis

Mehr

Gleichgewicht am Punkt

Gleichgewicht am Punkt Gleichgewicht am Punkt 3.1 Gleichgewichtsbedingung für einen Massenpunkt.. 52 3.2 Freikörperbild................................... 52 3.3 Ebene Kräftesysteme............................ 55 3.4 Räumliche

Mehr

Antje Rümenapf Setkoordination Naturwissenschaften Reichelsheim In der Aue 28 Tel.: 06164/4895 Fax: 06164/

Antje Rümenapf Setkoordination Naturwissenschaften Reichelsheim In der Aue 28 Tel.: 06164/4895 Fax: 06164/ Anschauliche Versuche zum Erleben, Erfahren und Erfassen mechanischer Grundgesetze im Lernen an Stationen Leitung Petra Köhler, Reinhard Reichelt, Antje Rümenapf Staatliches Schulamt für den Kreis Bergstraße

Mehr

TECHNISCHE MECHANIK A (STATIK)

TECHNISCHE MECHANIK A (STATIK) Probeklausur im Fach TECHNISCHE MECHANIK A (STATIK) Nr. 4 Matrikelnummer: Vorname: Nachname: Ergebnis Klausur Aufgabe: 1 2 3 4 5 6 Summe Punkte: 31 9 15 10 9 6 80 Davon erreicht Punkte: Gesamtergebnis

Mehr

Seil / Stange. Mit einem Seil verlegt man den Angriffspunkt der Kraft

Seil / Stange. Mit einem Seil verlegt man den Angriffspunkt der Kraft Seil / Stange F F Mit einem Seil verlegt man den Angriffspunkt der Kraft Die feste Rolle F 1 F F2 = F1 2 aber: F F 2 1 Mit einer festen Rolle verändert man die Richtung der Kraft Die lose Rolle F 1 F 2

Mehr

Gleichförmige Kreisbewegung, Bezugssystem, Scheinkräfte

Gleichförmige Kreisbewegung, Bezugssystem, Scheinkräfte Aufgaben 4 Translations-Mechanik Gleichförmige Kreisbewegung, Bezugssystem, Scheinkräfte Lernziele - die Grössen zur Beschreibung einer Kreisbewegung und deren Zusammenhänge kennen. - die Frequenz, Winkelgeschwindigkeit,

Mehr