Rollen und Flaschenzüge
Du erinnerst dich an die Formel für die Arbeit?
W[J]=F[N]⋅s[m]
Wir haben damals auch gelernt, dass man sich Arbeit nicht sparen kann.
Wird weniger Kraft aufgewendet, verlängert sich dafür der Weg!!!
1. Feste Rollen:
Bei festen Rollen wird das Prinzip eines zweiseitigen Hebels angewandt.
Die Zugkraft F1 ist im Prinzip gleich groß wie die Gewichtskraft F2.
Was allerdings noch berücksichtigt werden muss, ist der Leistungsverlust durch Reibung und Seilbiegung.
Für eine korrekte Formel müssen wir also noch den Wirkungsgrad η (griech. Buchstabe Eta) berücksichtigen:
F1[N]=ηF2[N]
2. Lose Rollen:
Bei losen Rollen wird das Prinzip eines einseitigen Hebels angewandt.
Die Zugkraft F1 ist nur halb so groß wie die Gewichtskraft F2.
Der Zugweg s1 ist allerdings doppelt so lang wie der Lastweg s2 – wie wir es schon von der Arbeit kennen.
Für eine korrekte Formel müssen wir auch hier den Wirkungsgrad η berücksichtigen:
Für eine korrekte Formel müssen wir also noch den Wirkungsgrad η berücksichtigen:
F1[N]=2⋅ηF2[N]
Du brauchst zwar nur die halbe Kraft, um das Gewicht F2 hochzuziehen, dafür dauert es im Vergleich zur festen Rolle aber doppelt so lang, weil du auch doppelt so viel Seillänge (Weg) benötigst!
3. Rollen- (oder Faktoren)flaschenzug:
Dieser besteht aus mehreren festen und ebenso vielen losen Rollen.
Die Zugkraft F1 verringert sich um den Faktor n (=Anzahl der Rollen) im Vergleich zur Gewichtskraft F2.
Der Zugweg s1 ist allerdings n-mal so lang wie der Lastweg s2 – wir können uns also auch hier keine Arbeit „sparen“.
Für eine korrekte Formel müssen wir auch hier den Wirkungsgrad η berücksichtigen:
F1[N]=n⋅ηF2[N]
Was an Kraft erspart wird (F1= nF2), geht an Weg und Zeit verloren.
(n = Anzahl der Rollen)
Erinnere dich an das Thema Arbeit
, dort haben wir ebenfalls festgestellt, dass sich bei geringerem Kraftaufwand der Weg erhöht!
Wenn die F1 nur halb so groß wie die Gewichtskraft F2 ist, dann ist der Zugweg s1 allerdings so lang wie der s2.
Der Buchstabe n (nicht zu verwechseln mit η) gibt die in einem Rollenflaschenzug an.
Der Rollenflaschenzug wird auch genannt.
Generell gilt: Wird weniger aufgewendet, verlängert sich dafür der !
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