Hebel, Drehmomen und Auflagerkräfe 2.2. Löungen der Phyikaufgaben 2.1.1. Hebel, Drehmomen und Auflagerkräfe M I 1. M = F I F = 7Nm F = = 16,9 N 0,32m Am Ende de Schraubenchlüel mu eine Kraf von 16,9 N wirken. 2. a) M = F I M = 150 N 0,275 m = 1,25 Nm Da Drehmomen beräg 1,25 Nm. b) M = F I M = 150 N 0,950 m = 12,50 Nm Da Drehmomen beräg 12,50 Nm. 3. Kraf Krafarm = La Laarm l 1 =F 2 l 2 F1 F 2 = l2 13.000N 0,17m F 2 = = 850 N 2,60m Am Ende der Eienange ind 850 N erforderlich, um die Machine anzuheben.. Kraf Krafarm = La Laarm l 1 =F B l 2 (bei angen. Drehpunk in F A ) F1 F B = l2 1.000N 1,70m F B = = 5.288,9 N,50m F A = 1.000 N 5.288,9 = 8.711,1 N Auflager A wird mi 8.711,1 N und Auflager B mi 5.288,9 N belae. 5. Kraf Krafarm = La Laarm l 1 =F 2 l 2 F1 F 2 = l2 320N 200mm F 2 = = 1.828,6 N 35mm An den Schneiden der Zange wirk eine Kraf von 1.828,6 N. 6. Kraf Krafarm = La Laarm l 1 = F 2 l 2 Wenn l 1 = x dann i F 2 x = F 2 (,90 m x) 850 N x = 520 N (,90 m x) 850 N x = 2.50 Nm 520 N x Jugendmagazin de Handwerk www.handwerk-nrw.de Holine 01803-21 21 27 8
Hebel, Drehmomen und Auflagerkräfe 1.370 N x = 2.50 Nm 2.50Nm x = = 1,85 m 1.370N = 1,85 m l 1 l 2 =,90 m 1,85 m = 3,05 m Dami die Wippe im Gleichgewich i, mu ich der Beonpfeiler al Drehpunk uner dem Balken bei einer Länge von 1,85 m befinden, wenn Sacha Kollege auf der kürzeren Seie wipp. Die Balkenlänge ab dem Drehpunk auf Sacha Seie beräg 3,05 m. 7. Kraf Krafarm = La Laarm l 1 = F 2 l 2 Wenn l 1 = x dann i F 2 x = F 2 (5,00 m x) 800 N x = 520 N (5,00 m x) 800 N x = 2.600 Nm 520 N x 1.320 N x = 2.600 Nm 2.50Nm x = = 1,85 m 1.320N l 1 = 1,97 m = 5,00 m 1,97 m = 3,03 m l 2 Dami die Wippe im Gleichgewich i, mu ich der Beonpfeiler al Drehpunk uner dem Balken bei einer Länge von 1,97 m befinden, wenn Sacha Kollege auf der kürzeren Seie wipp. Die Balkenlänge ab dem Drehpunk auf Sacha Seie beräg 3,03 m. 8. a) Kraf Krafarm = La Laarm l 1 = F 2 l 2 = 800N = 1,0m = 32,86 N Die Schubkarre mu mi einer Kraf von 32,86 N angehoben werden. b) Kraf Krafarm = La Laarm l 1 = F 2 l 2 = l 950N = 1,0m = 07,1 N 1 Die Schubkarre mu mi einer Kraf von 07,1 N angehoben werden. Jugendmagazin de Handwerk www.handwerk-nrw.de Holine 01803-21 21 27 85
Hebel, Drehmomen und Auflagerkräfe c) Kraf Krafarm = La Laarm l 1 = F 2 l 2 = 750N = 1,0m = 321,3 N Die Schubkarre mu mi einer Kraf von 321,3 N angehoben werden. 9. a) Kraf Krafarm = La Laarm l 1 = F 2 l 2 = 1.300N = 2,60m = 300 N Um den Sein zu halen, i eine Kraf von 300 N nowendig. b) Kraf Krafarm = La Laarm l 1 = F 2 l 2 = l 1.300N 1,05m = 1,95m = 700 N 1 Um den Sein zu halen, i eine Kraf von 700 N nowendig. 10. a) Kraf Krafarm = La Laarm l 1 = F 2 l 2 = 2.300N 0,80m = 2,0m = 766,70 N Der Verankerungbügel mu 766,70 N aufnehmen. b) Kraf Krafarm = La Laarm l 1 = F 2 l 2 = 3.100N 0,80m = 2,0m = 1.033,30 N Der Verankerungbügel mu 1.033,30 N aufnehmen. Jugendmagazin de Handwerk www.handwerk-nrw.de Holine 01803-21 21 27 86
Gewichkraf und Mae 2.1.2. Gewichkraf und Mae 1. V = n A h V 20 V 31,67 m V k 10 dm m 31,67 7,85 kg/ m 28,59 kg Dieer Bund Beonahl wieg 28,59 kg. 2. V =,90 dm 3,00 dm 2,38 dm V = 3,99 m k = V 17,5kg k = 3,99 k = 0,50 kg Der Porenbeon-Blockein ha eine Rohdiche k von 0,50. 3. V = 1,50 dm 1,50 dm 1,50 dm V = 3,375 m = 1,88 kg 6,25 kg m = 8,63 k = m V k = 8,63kg 3,375 k = 2,557 Die Rohdiche de Frichbeon k beräg 2,557.. m = k V V = V = = 2,0 m³ m = 0,75 /m³ 2,0 m³ = 1,80 Der Eichenamm ha eine Mae von 1,80. 5. m = k V kg d m ² π l ( 0,85m)² π 3,60m ² d m ( 0,12dm)² 3,1 π l V = π d² m = l d 2 m = π k l 2.160 g d = π 11,3 g / cm³ 6 cm kg kg d = 6,36 cm Da Gegengewich mu einen Durchmeer von 6,36 cm erhalen. Jugendmagazin de Handwerk www.handwerk-nrw.de Holine 01803-21 21 27 87
Gewichkraf und Mae/Arbei und Leiung 6. a) m G = k G V V = m Al = k Al V m G σk G m G m Al = k Al σk G m Al = 2,65 g/cm³ 21.750 g 7,25 g / cm³ = 7,95 kg Da gleiche Gehäue au Aluminium würde 7,95 kg wiegen. b) Gewicherparni: 21,75 kg 7,95 kg = 13,80 kg 13,80kg 100% = 63,5 % 21,75kg Die Gewicherparni beräg 63,5 %. 2.1.3. Arbei und Leiung 1. a) Arbei = Kraf Weg W = F W = 130 kn 8,50 m W = 1.105 knm W = 1.105 kj Die verrichee Arbei beräg 1.105 knm. b) W = 130 kn 10,70 m W = 1.391 knm W = 1.391 kj Die verrichee Arbei beräg 1.391 knm. c) W = 110 kn 220 m W = 2.200 knm W = 2.200 kj Die verrichee Arbei beräg 2.200 knm. 2. Gewichkraf = W Arbei Krafweg F G = 7.200Nm 7.200 J F G = F G = 9,00m 9,00m F G = 800 N Der Balken ha eine Gewichkraf von 800 N. 3. Arbei = Kraf Weg W = F W = 250 N 5,60 m W = 1.00 Nm W = 1.00 J Die verrichee Arbei beräg 1.00 Nm. Jugendmagazin de Handwerk www.handwerk-nrw.de Holine 01803-21 21 27 88
Arbei und Leiung/Schiefe Ebene. Leiung = F 1 kw = 1 20,7kN 23m 11 3,28 kw E i eine Leiung von 3,28 kw erforderlich. 5. a) Leiung = F 1 kw = 1 5,77kN 1,0m 3 2,69 kw E i eine Leiung von 2,69 kw erforderlich. F b) 1 kw = 1 5,77kN 1,0m 5 3,28 kw E i eine Leiung von 1,62 kw erforderlich. 6. Leiung = F Kraf Krafweg Zei Kraf Krafweg Zei Kraf Krafweg Zei P ge. = 1 W = 1 P ge. = 720N 0,70m 5 P ge. = 100,8 W P 2 knm knm knm Nm = 50,0 W Die Leiung eine jeden Lehrling beräg 50,0 W. 2.1. Schiefe Ebene 1. Krafweg = F G h F Gewichkraf Hubhöhe Kraf = 900N 1,0m = 00N = 3,15 m Der erforderliche Krafweg beräg 3,15 m, d. h. die Laderampe mu 3,15 m lang ein. Jugendmagazin de Handwerk www.handwerk-nrw.de Holine 01803-21 21 27 89