Prisma Physik 2, Schulbuch

7 ��� � ��� � ��� ��� � � � ��� � ��� � ��� � ��� ��� � ��� � ��� ��� � � Seilziehen mit einer Rolle Firat hat ein Seil an einen Pfahl geknotet. An diesem Seil befestigt er eine Rolle, über die er ein zweites Seil legt. Nun zieht Mat- thias an einem Seilende, Firat zieht am an- deren (  B1). Matthias hat keine Chance. Firat zieht ihn immer weiter an den Pfahl heran. Der Trick Matthias überlegt sich, wie er seine Chan- cen verbessern könnte. Er verändert dazu die Anordnung. Matthias nimmt das am Pfahl befestigte Seil und legt die Rolle in eine Schlaufe des Seils. Das zweite Seil be- festigt er an der Rolle und gibt es Firat in die Hand. Matthias selbst zieht am Ende des Seils, das am Pfahl festgemacht ist. Das Kräftemessen kann beginnen (  B2). Dieses Mal ist es ein klarer Sieg für Matthias. Wie hat er das gemacht? Bei der Beantwor- tung dieser Frage können dir die Versuche 1 und 2 helfen. Ein Experiment mit Seil und Rolle Damit du den Körper in Versuch 1 an- heben kannst, musst du am Seil ziehen (  B5). Die dazu notwendige Zugkraft be- stimmst du mit dem Federkraftmesser. Sie beträgt bei einer Gewichtskraft des Kör- pers von 10N ebenfalls 10N. Das Ergeb- nis ist wenig überraschend: Die Zugkraft entspricht der Gewichtskraft. Was ist dann aber die Funktion von Seil und Rolle? Das Seil Das Seil hat die Aufgabe Zugkräfte zu über- tragen, sodass sie an einer anderen Stelle wirken können. Das Seil verlagert den An- griffspunkt der Kraft (  B3). Ein Seil überträgt Zugkräfte. Größe und Richtung der Zugkraft bleiben gleich. Die feste Rolle Die Aufgabe der Rolle ist es, die Richtung der Kraft zu ändern (  B4). Die Rolle wird als feste Rolle bezeichnet, weil sie mit dem Stativ verbunden ist und sie daher ihre Lage nicht ändert. Mit einer festen Rolle kann die Rich- tung der Kraft verändert werden. Rolle und Seil sind einfache Maschi- nen. Man kann mit ihnen Kräfte über- tragen und die Kraftrichtung ändern. Heben mit und ohne Rolle Auf einer Baustelle sollen Dachziegel nach oben transportiert werden. Ein Arbeiter könnte mehrmals hintereinander je 10 Stück nach oben tragen. Er könnte aber auch eine feste Rolle verwenden und nacheinander jeweils 10 Stück nach oben ziehen. Was wäre vorteilhafter? Trägt der Arbeiter die Ziegel, muss er zu- sätzlich seinen eigenen Körper mit nach oben bewegen. Verwendet er eine feste Rolle, so müssen nur die Ziegel angehoben werden. Das ist weniger anstrengend. Der Arbeiter zieht am Seil nach unten, die Ziegel werden nach oben transportiert. Das Seil hat die Richtung der Kraft verändert. Auf und ab Wie weit muss das Seil in Versuch 1 nach unten gezogen werden, um den Körper um 10cm anzuheben? Die Messung ergibt 10cm. Hub- und Zugweg sind also gleich. 1 Seilziehen mit fester Rolle 2 Seilziehen mit loser Rolle 4 Die Rolle ändert die Richtung der Kraft. 3 Das Seil verändert den Angriffspunkt der Kraft. Einfache Maschinen – Seil und Rolle E Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv