Flaschenzug Tragseile?
Hallo. Ich habe mir einiges zu den Flaschenzügen überlegt. Ich kam einfach nicht dahinter, wieso man damit kraft sparen kann. Doch ich habe eine Antwort gefunden und möchte nun wissen, ob sie auch stimme: Durch einen Flaschenzug kann man Kraft sparen, weil man jeweils nur an einem Tragseil zieht.
Doch etwas ist mir noch nicht genau klar: Die Tragseile sind ja eigentlich alle miteinander verbunden. Deshalb zieht man ja eigentlich wenn man nur am ersten Tragzeil zieht, an allen Tragseilen, da sie verbunden sind. meiner meinung nach sollte man deswegen die normale kraft anwenden, da man ja alle Tragseile zieht und somit auch alle Kraft braucht.
DIES IST KEINE HAUSAUFGABENFRAGE. ICH HABE MIR DAS FREIWILLIG ÜBERLEGT UND MÖCHTE WISSEN WAS RICHTIG IST.
8 Antworten
Angenommen, Du hast einen Flaschenzug mit 2 Rollen oben und zwei Rollen unten.
Dann hängt doch die Last an 4 Seilen (Seilstücken), die von der unteren "Flasche" (so heißt diese Rollenanordnung) zur oberen Flasche führen.
Bei einer 100-kg-Last trägt dann jedes Seil 50 kg.
(bis dahin alles klar - oder?)
Eines dieser Seilstücke führt dann über eine der oberen Rollen herunter an Deine ziehende Hand. Bei dieser Richtungsänderung durch die Rolle wird aber die Kraft nicht größer oder kleiner. Du musst also am Seilende mit 50 kg, also rund 500 N ziehen.
"Sparen" würde ich das nicht nennen, aber Du kommst mit geringerer Kraft aus.
Jedoch nicht mit geringerer Arbeit, denn um die Last 1 Meter mit diesem 4-fach-Flaschenzug zu heben, musst Du 4 Meter Seil zu Dir hinziehen.
Bei einem 4-fach-Flaschenzug ist das festgeknotete Ende des Seils übrigens oben.
Gemein sind dann Klassenarbeiten mit einem 5-fach-Flaschenzug (aber da ist es einfach oben eine Rolle mehr und das Seil ist unten am Rollenträger (an der Flasche) festgeknüpft.
Wenn man es für eine Klassenarbeit zeichnen muss, fängt man am besten mit dem Zugseil an der Hand an und zeichnet dann so viele Rollen und Seilstücke, bis man einen 3-, 4-, 5- oder 6-fach-Flaschenzug hat.
Mehr als 6 Rollen habe ich noch nie gesehen, denn es kommt ja auch mit jeder Rolle Reibung hinzu, die bei diesen Aufgaben in der Regel vernachlässight wird.
Und wieder geht es mit Impulsströmen einfacher als mit dem Kraftbegriff:
Ein 1kg Gewicht bekommt aus dem Gravitationsfeld der Erde ständig einen Impulsstrom von etwa 10 Newton. Da das Gewicht hängt, kann sich der Impuls im Gewicht nicht anhäufen, er muss das Gewicht verlassen, dies geht über das Seil. Der Impulsstrom fließt nach oben (Zugspannung!) durch das Seil, in die Aufhängung, und von da in die Erde ab. Ist nun auf dem Weg eine "lose" Rolle, dann teilt sich der Impulsstrom in der Rolle auf zwei Seile auf, aus den 10N werden also 2 * 5N. Daher halbiert eine lose Rolle die aufzuwendene Kraft für eine Person. Selbstverständlich verschwindet der andere 5N Impulsstrom nicht, er muss halt von der Aufhängung aufgebracht werden.
Bei einer festen Roll fließt der Impulsstrom von 10N einfach durch die Rolle nach oben in die Aufhängung, hier wird nichts geteilt. (Im anderen Seil muss auch ein Impulsstrom von 10N fließen, um kein Drehmoment zu erzeugen, die Aufhänung muss hier also 2 * 10N = 20N aushalten).
Arbeit gleich Kraft mal Weg
daraus resultiert rechnerisch, dass mittels Umlenkrollen ( der Weg wird dadurch länger ) der Kraftaufwand für die Arbeit reduziert werden kann
okei. das stimmt. aber durch eine feste rolle kann man doch auch mehr seil schaffen. die aufzuwendbare kraft wird da aber nicht verkleinert.. wieso?
"Die Tragseile sind ja eigentlich alle miteinander verbunden"
Ja,eben. Dadurch verteilt sich die Kraft auf alle Tragseile.
Wenn die Seile nicht miteinander verbunden wären, also mehrere Einzelseile zwischen Last und oberer Aufhängung gespannt wären, würde sich die Last auch verteilen - so zieht das Argument nicht.
Nur durch den Einsatz der diversen Rollen gelingt es, aus dem ellenlangen Seil verschiedene Seil-Stücke zu machen, die die Last auf sich aufteilen und man kann trotzdem durch die Rollen nach und nach die gesamte Seillänge hindurchziehen und so die Last nach ganz oben befördern.
such mal nach dem hebelgesetzt das besagt das wenn man einen hebel hat der 2mal so lang ist wie der lastarm(vom drehpunkt aus)dann brauch man nur die hälfte der kraft aber den doppelten weg das musst du jetzt nur noch auf den flaschenzug anwenden wobei der die länge des hebelarms der anzahl der seilstränge entspricht und der lastarm entsprechend die einfache länge von der achse der oberen zur unteren rolle und zwar nicht in metrn gesehen sondern nur als zahlenverhältnis also nur eine rolle oben heisst volle last am zugende in deinen händen das seil oben befestigt und unten eine rolle und oben eine rolle = 3 seilstränge= 1/3 last am zugende ABER 3fache seillänge um die last 1meter zu heben u.s.w.
meinst du mit seilstränge die Tragseile? Wenn du von der Seillänge sprichst.. meinst du dann nur die Länge der Tragseile?