Lösungen zu den Teste-dich-Aufgaben
a Die Bestandteile eines Hebels sind der Drehpunkt, der Kraftarm und der Lastarm.
b Einseitige Hebel: Schubkarre, Unterarm
Zweiseitige Hebel: Wippe, Schere
c Mit einem Flaschenöffner ist es viel leichter eine Flasche zu öffnen also ohne. Beim Flaschenöffner ist der Kraftarm länger ist als der Lastarm, und dadurch ist die benötigte Kraft am Kraftarm kleiner als die wirkende Kraft am Lastarm.
d Um ein Gleichgewicht herzustellen, müssen die Wägestücke wie folgt am Balken angehängt werden:
– 200 g an Punkt 1 auf der rechten Seite
– 100 g an Punkt 2 auf der rechten Seite
– 40 g an Punkt 5 auf der rechten Seite
Die Schranke nutzt das Prinzip eines Hebels. Sie ist ein zweiseitiger Hebel im Gleichgewicht. Das Gewicht am Ende des kurzen Hebelarms hält den langen
Hebelarm der Schranke auf.
Der Ruderer nutzt das ebenfalls Prinzip des zweiseitigen Hebels. Er überträgt seine Kraft auf das Wasser. Da er am kurzen Hebelarm sitzt, verringert sich die übertragene Kraft, ermöglicht ihm aber einen langen Weg des Paddels im Wasser.
a Eine feste Rolle lenkt die Kraftrichtung um. Eine lose Rolle teilt die Kraft auf zwei Seilabschnitte auf.
b Die losen Rollen im Flaschenzug teilen die Gewichtskraft der angehängten Last auf. Dabei entscheidet die Anzahl der tragenden Seilstücke darüber, wie stark die zum Anheben benötigte Kraft verringert wird. Gib es zum Beispiel vier tragende Seilstücke, benötigt man nur ein Viertel der Kraft. Dafür verlängert sich der Weg, den man am Seilende ziehen muss, um das Vierfache. Die festen Rollen lenken die Richtung der Kraft um.
a
a Wenn eine Kraft wirkt, dann muss es immer eine Gegenkraft dazu geben. Kraft und Gegenkraft sind immer gleich groß und entgegengesetzt gerichtet.
b
c Die Aussage stimmt nicht, denn nicht alle Eigenschaften der beiden Kräfte sind gleich. Kraft und Gegenkraft haben zwar die gleiche Größe, aber sie zeigen in verschiedenen Richtungen.
a Kraft F, Masse m und Beschleunigung a
b F = m ∙ a
– Je größer die auf einen Körper wirkende Kraft ist, desto größer ist die Beschleunigung bei gleicher Masse.
– Je größer die Masse eines Körpers ist, desto kleiner ist die Beschleunigung bei gleicher Krafteinwirkung.
– Je größer die Beschleunigung eines Körpers ist, desto geringer muss bei gleicher Kraft die Masse sein.