Mechanik: Welt der Kräfte 9.4: Der Flaschenzug: Eine Kraftmaschine

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Eine Maschine, die uns stärker macht als wir sind!?

Zum Abschluss der Experimente aus der Welt der Kräft bauen die Kinder selbst einen Flaschenzug.

Mit dem selbstgebauten Flaschenzug können wir ein zu schweres Gewicht heben, obwohl sich an dem Gewicht nichts geändert hat.

Das Messen von Hubhöhe und der dafür benötigten Seillänge zeigt den Grund: Der Flaschenzug ist eine Kraftmaschine, mit der man ein Gewicht auf eine längere Wegstrecke verteilen kann. Je länger diese Wegstrecke ist, desto weniger Zugkraft benötigt man.

Beschreibung


Material für die Kinder:

  • ein großer Eimer
  • glatte Seile (6m und 2 mal 50 cm)
  • Metallösen oder Haken
  • Längenmaß
  • viel Wasser


Material für den Betreuer:

  • fester Haltepunkt in 150 cm Höhe (z. B. Turnstange)

 

Wir füllen den Eimer mit Wasser und versuchen ihn über den Kopf zu heben. Schwierig!

Aufbau des Flaschenzuges

Befestige eine Öse am Haltepunkt und eine am Griff des Eimers. Binde das eine Ende des la

ngen Seils an den Eimer, führe es zur Öse am Haltepunkt (1. Umlenkung),

zurück zum Eimer und durch die Öse dort (2. Umlenkung) und dann durch die Öse am Haltepunkt (3. Umlenkung). Zieh kräftig am Seil. Kannst Du den Eimer nun heben?

Miss mit dem Längenmaß die verbrauchte Seillänge, auf die das Gewicht verteilt wird. Wie viel Seil brauchst Du um den Eimer auf eine bestimmte Höhe anzuheben?

Ergebnis: Mit dem selbstgebauten Flaschenzug können wir das Gewicht heben, obwohl sich an dem Gewicht nichts geändert hat. Das Messen von Hubhöhe und der dafür benötigten Seillänge zeigt den Grund:

Hubhöhe des Gewichtsverbrauchte Seillänge
10 cm 40 cm
50 cm 200 cm
100 cm 400 cm

Um das Gewicht einen Meter zu heben, benötigen wir vier Meter Seil! Der Flaschenzug ist eine Kraftmaschine, mit der man ein Gewicht auf eine längere Wegstrecke verteilen kann. Je länger diese Wegstrecke ist, desto weniger Zugkraft benötigt man. In unserem Beispiel haben wir es mit der vierfachen Strecke zu tun, also braucht man nur ein Viertel der Kraft. Was passiert, wenn wir nur eine oder fünf Umlenkungen verwenden?

Film: Im Untericht

Film: Das Experiment

Film: Die Erklärung

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