Kraftumformende Einrichtungen

Präsentation zum Thema: "Kraftumformende Einrichtungen"—  Präsentation transkript:

1 Kraftumformende Einrichtungen
mechanische Arbeit und mechanische Leistung Nach der Goldene Regel der Mechanik kommt unser letztes Kapitel in der Mechanik: Arbeit und Leistung!

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mechanische Arbeit und mechanische Leistung feste Rolle lose Rolle Flaschenzug mit n Rollen geneigte Ebene feste Rolle: FZug = FHub sZug = sHub Nun können wird genau berechnen, wie viel Kraft wir einsparen, wenn wir so und so viel Weg mehr aufwenden … Aber … … sparen wir damit auch Arbeit ein – müssen wir also weniger arbeiten???

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mechanische Arbeit und mechanische Leistung F s = 0m s = 1m s = 2m s = 3m s = 4m Das Spielzeugauto wird von einer konstanten Kraft F angetrieben. Es fährt also geradlinig gleichförmig und verrichtet dabei mechanische Arbeit. Die Arbeit ist dabei umso größer, je mehr Weg das Auto zurücklegt! Die Zeit, in der das Auto das schafft, hängt von der Leistung des Motors ab …

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mechanische Arbeit und mechanische Leistung s 0 cm 5 cm 10 cm 15 cm 20 cm t 0s 2s 4s 6s 8s s = 20cm s = 15cm s = 10cm s = 5cm s = 0cm Um ein Gewicht eine geneigte Ebene hinaufzurollen muss Arbeit verrichtet werden! Diese Arbeit ist davon abhängig, wie lang die geneigte Ebene ist und wie groß der Kraftaufwand ist.

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mechanische Arbeit und mechanische Leistung Definition: Als mechanische Arbeit bezeichnet man das Produkt aus aufgewendeter Kraft und zurückgelegtem Weg. FZ: W E: 1 J (ein Joule) J = 1N · 1m = 1Nm MG: - Formel: W = F·s Aus der goldenen Regel der Mechanik FHub sHub = FZug sZug können wir also schlussfolgern: WHub = WZug Also gilt für alle kraftumformenden Einrichtungen, dass die verrichtete Hubarbeit gleich der aufgewandten Zugarbeit ist!

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mechanische Arbeit und mechanische Leistung feste Rolle lose Rolle Flaschenzug mit n Rollen geneigte Ebene feste Rolle: FZug = FHub sZug = sHub Einrichtung FHub sHub FHub sHub FZug sZug FZug sZug feste Rolle 48N 12m 576Nm lose Rolle 24N 24m FZ (4 Rollen) 12N 48m FZ (6 Rollen) 8N 72m gen. Ebene 4,8N 120m Wir wissen bereits: Für alle kraftumformenden Einrichtungen ist das Produkt aus Hubkraft und Hubweg gleich dem Produkt aus Zugkraft und Zugweg: FHub sHub = FZug sZug WHub = WZug

7 1. Beispiel zur Leistung

8 2. Beispiel zur Leistung

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mechanische Arbeit und mechanische Leistung 1500 W sind übrigens ziemlich genau 2 PS! 1 PS sind nämlich 735,5 W. „Pferdestaerke“ von Sgbeer - Eigenes Werk. Lizenziert unter CC BY-SA 3.0 über Wikimedia Commons -