Physik 8 · Mechanik

Flaschenzug

Eine feste Rolle lenkt die Kraft nur um. Hängt die Last dagegen an einer losen Rolle, tragen mehrere Seilstücke gemeinsam. Mehrere Rollen zusammen ergeben einen Flaschenzug, mit ihm heben Kräne und Segelboote schwere Lasten. Du misst hier, wie viel Kraft du sparst und was du dafür bezahlst.

So gehst du vor

1Wähle einen Aufbau und die Masse der Last. Zähle die tragenden Seilstücke, sie sind blau gezeichnet.
2Lies am Kraftmesser die Zugkraft F ab und tippe „n und F in Tabelle A“. Wiederhole das für alle Aufbauten mit derselben Last.
3Ziehe den orangen Griff oder nimm die Knöpfe. Die Skalen zeigen Zugweg s und Hubhöhe h. Übernimm mehrere Wertepaare in Tabelle B.
4Vergleiche mit „Energie vergleichen“, was du hineinsteckst und was die Last gewinnt.

Zugkraft

3,27 N

Zugweg

0,0 cm

Hubhöhe

0,0 cm

Aufbau

Masse der Last m

1,0 kg

Sonst sind die Rollen masselos und laufen ohne Reibung. Reale Rollen haben Reibung, und die lose Flasche muss mitgehoben werden.

A Zugkraft und tragende Seilstücke

Lass die Masse gleich und wechsle nur den Aufbau.

Nr.	Seilstücke n	Zugkraft F in N

B Zugweg und Hubhöhe

Bleib bei einem Aufbau und übernimm die Werte bei verschiedenen Zugwegen.

Nr.	Zugweg s in cm	Hubhöhe h in cm

Aufträge

Hänge 1 kg an die feste Rolle. Wie groß ist die Zugkraft, und wie weit steigt die Last bei 30 cm Zugweg? Wozu benutzt man eine feste Rolle überhaupt?
Wechsle zur losen Rolle. In welche Richtung musst du jetzt ziehen? Wie ändern sich Kraft und Weg?
Fülle Tabelle A für alle Aufbauten mit 1,5 kg. Formuliere eine Regel für die Zugkraft. Warum sind „Lose Rolle“ und „Flaschenzug 2“ gleich gut?
Fülle Tabelle B für „Flaschenzug 4“. Wie hängen s und h zusammen?
Hebe 1 kg mit „Flaschenzug 4“ um 10 cm. Berechne F · s und m · g · h und vergleiche. Was spart ein Flaschenzug, was nicht?
Schalte „Reale Rollen“ ein und wiederhole die Messung. Berechne den Anteil der zugeführten Energie, der bei der Last ankommt. Vergleiche „Flaschenzug 2“ und „Flaschenzug 6“. Warum nimmt man nicht beliebig viele Rollen?
Wähle Flaschenzug X. Bestimme die Zahl der tragenden Seilstücke auf zwei Wegen: aus den Kräften und aus den Wegen. Löse erst danach auf.

Wohin die Energie bei realen Rollen geht: Energieumwandlung und Wirkungsgrad.