Benutzer:Buss-Haskert/Mechanik/Einfache Maschinen: Unterschied zwischen den Versionen
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SEITE IM AUFBAU!! | SEITE IM AUFBAU!! | ||
{{Navigation|[[Benutzer:Buss-Haskert/Mechanik|1. Die Kraft]]<br> | |||
[[Benutzer:Buss-Haskert/Mechanik/Einfache Maschinen|2. Einfache Maschinen]]<br> | |||
[[Benutzer:Buss-Haskert/Mechanik/Energie und Leistung|3. Energie und Leistung]]}} | |||
==2. Kraftumformende Einrichtungen - Einfache Maschinen == | ==2. Kraftumformende Einrichtungen - Einfache Maschinen == | ||
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{{#ev:youtube|fI5PRaTSMUI|800|center|||start=30&end=47}} | {{#ev:youtube|fI5PRaTSMUI|800|center|||start=30&end=47}} | ||
{{Box|Experiment: Der zweiseitige Hebel - Wie funktioniert ein Mobile?|Material:...<br> | {{Box|1=Experiment: Der zweiseitige Hebel - Wie funktioniert ein Mobile?|2=Material:...<br> | ||
...<br> | ...<br> | ||
Versuchsdurchführung:<br> | Versuchsdurchführung:<br> | ||
[[Datei:Tabelle Hebelgesetz 2.png|rahmenlos]]<br> | [[Datei:Tabelle Hebelgesetz 2.png|rahmenlos]]<br> | ||
Hängt links ein Gewicht ein und überlegt: Wo müsst ihr rechts ein zweites einhängen um Gleichgewicht zu erhalten? Probiert es aus. Tragt die Werte in die Tabelle ein. Wer schafft es, spätestens nach dem dritten Probieren richtig vorherzusagen, wohin die Gewichte jeweils gehängt werden müssen? Könnt ihr eine Gesetzmäßigkeit/ einen Zusammenhang zwischen der Kraft und dem jeweiligen Hebelarm erkennen?|Experimentieren}} | Hängt links ein Gewicht ein und überlegt: Wo müsst ihr rechts ein zweites einhängen um Gleichgewicht zu erhalten? Probiert es aus. Tragt die Werte in die Tabelle ein. Wer schafft es, spätestens nach dem dritten Probieren richtig vorherzusagen, wohin die Gewichte jeweils gehängt werden müssen? Könnt ihr eine Gesetzmäßigkeit/ einen Zusammenhang zwischen der Kraft und dem jeweiligen Hebelarm erkennen?|3=Experimentieren}} | ||
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<div class="lueckentext-quiz"> | <div class="lueckentext-quiz"> | ||
Je länger der Kraftarm, desto '''größer''' ist die Kraft, die man mit dem Hebel ausübt (bei gleichem Lastarm). | Je länger der Kraftarm, desto '''größer''' ist die Kraft, die man mit dem Hebel ausübt (bei gleichem Lastarm). | ||
Je kürzer der Hebelarm, desto '''kleiner''' die dort angreifende Kraft.<br>|3=Arbeitsmethode}} | Je kürzer der Hebelarm, desto '''kleiner''' die dort angreifende Kraft.</div><br>|3=Arbeitsmethode}} | ||
{{#ev:youtube|PVi6zUYy7R8|800|center}} | {{#ev:youtube|PVi6zUYy7R8|800|center}} | ||
{{#ev:youtube|-halnFPU5ls|800|center}} | {{#ev:youtube|-halnFPU5ls|800|center}} | ||
{{Box|Erweiterung: Experiment Wippe (Spielplatz)|[[Datei:Aire Jeux Rives Menthon St Cyr Menthon 16.jpg|rechts|rahmenlos]]Setze dich mit einer Partnerin/einem Partner so auf die Wippe, dass die Wippe im Gleichgewicht ist. Nun setzt sich auf eine Seite eine weitere Person dazu. Könnt ihr die Wippe wieder ins Gleichgewicht bringen, ohne noch eine vierte Person hinzuzunehmen?<br> | {{Box|1=Erweiterung: Experiment Wippe (Spielplatz)|2=[[Datei:Aire Jeux Rives Menthon St Cyr Menthon 16.jpg|rechts|rahmenlos]]Setze dich mit einer Partnerin/einem Partner so auf die Wippe, dass die Wippe im Gleichgewicht ist. Nun setzt sich auf eine Seite eine weitere Person dazu. Könnt ihr die Wippe wieder ins Gleichgewicht bringen, ohne noch eine vierte Person hinzuzunehmen?<br> | ||
Was fällt dir auf?|Experimentieren}} | Was fällt dir auf?|3=Experimentieren}} | ||
{{Box|Einseitiger und zweiseitiger Hebel|Schau beide Videos oben an. Erstelle einen Hefteintrag, in dem du zwischen dem einseitigen und dem zweiseitigen Hebel unterscheidest. Bearbeite anschließend die LearningApp.|Arbeitsmethode}} | {{Box|Einseitiger und zweiseitiger Hebel|Schau beide Videos oben an. Erstelle einen Hefteintrag, in dem du zwischen dem einseitigen und dem zweiseitigen Hebel unterscheidest. Bearbeite anschließend die LearningApp.|Arbeitsmethode}} | ||
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===2.2 Rollen und Seile=== | ===2.2 Rollen und Seile=== | ||
{{Box|Experiment: Rollen und Seile|Führe das Experiment S. 180 1 durch.<br> | {{Box|1=Experiment: Rollen und Seile|2=Führe das Experiment S. 180 1 durch.<br> | ||
Übertrage die Tabelle in dein Heft und notiere deine Beobachtungen:<br> | Übertrage die Tabelle in dein Heft und notiere deine Beobachtungen:<br> | ||
{{(!}} class=wikitable | {{(!}} class=wikitable | ||
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{{!}} Bild 2 | {{!}} Bild 2 | ||
Seil: Gewicht mit einem Seil direkt nach oben ziehen | Seil: Gewicht mit einem Seil direkt nach oben ziehen | ||
{{!}} | {{!}} [[Datei:Bild Seil direkt nach oben ziehen.jpg|rahmenlos]] | ||
{{!}} 0,5 N | {{!}} F<sub>G</sub> = 0,5 N | ||
{{!}}F<sub>Z</sub> = ... | |||
{{!}} | |||
{{!}} | |||
{{!-}} | |||
{{!}} Bild 3 | |||
Seil: Gewicht mit einer '''festen Rolle''' nach oben ziehen | |||
{{!}} [[Datei:Bild mit fester Rolle ziehen.jpg|rahmenlos]] | |||
{{!}} F<sub>G</sub> = 0,5 N | |||
{{!}} F<sub>Z</sub> = ... | |||
{{!}} | |||
{{!}} | |||
{{!-}} | |||
{{!}} Bild 4 | |||
Seil: Gewicht mit einer '''losen Rolle''' nach oben ziehen | |||
{{!}} [[Datei:Bild lose Rolle.jpg|rahmenlos]] | |||
{{!}} F<sub>G</sub> = 0,66 N | |||
{{!}} F<sub>Z</sub> = ... | |||
{{!}} | |||
{{!}} | {{!}} | ||
{{!)}} | {{!)}} | ||
{{!)}} | |3=Experimentieren}} | ||
{{Lösung versteckt|1=Beobachtung:<br> | |||
{{(!}} class=wikitable | |||
{{!-}} | |||
{{!}} Versuchsaufbau | |||
{{!}} Bild | |||
{{!}} Last F<sub>G</sub> (N) | |||
{{!}} Zugkraft F<sub>Z</sub> (N) | |||
{{!}} Bemerkungen | |||
{{!-}} | |||
{{!}} Bild 2 | |||
Seil: Gewicht mit einem Seil direkt nach oben ziehen | |||
{{!}} [[Datei:Bild Seil direkt nach oben ziehen.jpg|rahmenlos]] | |||
{{!}} F<sub>G</sub> = 0,5 N | |||
{{!}} F<sub>Z</sub> = 0,5 N | |||
{{!}} Nur der '''Angriffspunkt''' der Kraft ändert sich. Betrag und Richtung bleiben gleich. | |||
{{!}} | |||
{{!-}} | {{!-}} | ||
{{!}} Bild 3 | {{!}} Bild 3 | ||
Seil: Gewicht mit einer '''festen Rolle''' nach oben ziehen | Seil: Gewicht mit einer '''festen Rolle''' nach oben ziehen | ||
{{!}} | {{!}} [[Datei:Bild mit fester Rolle ziehen.jpg|rahmenlos]] | ||
{{!}} 0,5 N | {{!}} F<sub>G</sub> = 0,5 N | ||
{{!}} F<sub>Z</sub> = 0,5 N | |||
{{!}} Der Angriffspunkt ändert sich (Seil) und die Richtung ändert sich (ich ziehe nach unten), der '''Betrag bleibt gleich'''. | |||
{{!}} | {{!}} | ||
{{!-}} | {{!-}} | ||
{{!}} Bild 4 | {{!}} Bild 4 | ||
Seil: Gewicht mit einer '''losen Rolle''' nach oben ziehen | Seil: Gewicht mit einer '''losen Rolle''' nach oben ziehen | ||
{{!}} [[Datei:Bild lose Rolle.jpg|rahmenlos]] | |||
{{!}} F<sub>G</sub> = 0,66 N | |||
{{!}} F<sub>Z</sub> = 0,33 N | |||
{{!}} Die Zugkraft ist die Hälfte der Last (zwei Seilstücke tragen). Der '''Betrag der Kraft wird halbiert'''. | |||
{{!}} | |||
{{!)}}|2=Vergleiche deine Beobachtungen|3=Schließen}} | |||
Erklärvideos zum Experiment:<br> | |||
{| class=wikitable | |||
|- | |||
| feste Rolle | |||
| {{#ev:youtube|d8USfzltP78|420}} | |||
|- | |||
| lose Rolle | |||
| {{#ev:youtube|ERNkFfcrkJc|420}} | |||
|} | |||
{{Box|Was ist ein Flaschenzug?|Schau das nachfolgende Video an. | |||
{{#ev:youtube|dto_tMbFDo0|800}}|Kurzinfo}} | |||
{{Box|1=Der Flaschenzug|2=Die Anzahl der tragenden Seile ist wichtig bei einem Flaschenzug:<br> | |||
Je größer die Zahl n der tragenden Seile ist, desto weniger Zugkraft musst du aufbringen, um eine Last anzuheben.<br> | |||
Für die Zugkraft gilt: '''F<sub>Z</sub> = <math>\tfrac{1}{n}</math>·F<sub>G</sub>''' <br> | |||
Dafür verlängert sich die notwendige Zugstrecke, um eine Last die Strecke anzuheben.<br> | |||
Für die Zugstrecke gilt: '''s<sub>Z</sub> = n·s<sub>G</sub>'''|3=Arbeitsmethode}} | |||
{{Box|Übung 13 - Flaschenzug|Bearbeite die LearningApp unten und die Aufgaben und Quizze auf der Seite leifiphysik. | |||
* [https://www.leifiphysik.de/mechanik/einfache-maschinen/grundwissen/seil-und-rolle Aufgabe leifiphysik (unten)] | |||
* [https://www.leifiphysik.de/mechanik/einfache-maschinen/grundwissen/flaschenzug Aufgaben leifiphysik Flaschenzug (Wähle 3 Aufgaben aus.)] | |||
* [https://www.leifiphysik.de/mechanik/einfache-maschinen/aufgabe/quiz-zum-flaschenzug-leicht Quiz zum Flaschenzug - leicht] | |||
* [https://www.leifiphysik.de/mechanik/einfache-maschinen/aufgabe/quiz-zum-flaschenzug Quiz zum Flaschenzug - mittel]|Üben}} | |||
{{LearningApp|app=p6768umdt19|width=80%|heigth=1000px}} | |||
{{Box|Übung 14 - AB Flaschenzug|Bearbeite das AB zu Rollen und Seilen (Flaschenzug). Du erhältst es von deiner Lehrerin.|Üben}} | |||
{{Box|Übung 15 - Flaschenzug - Kombination von Rollen und Seilen|Bearbeite die Aufgaben auf der Seite 182 im Buch.|Üben}} | |||
===2.3 Schiefe Ebene=== | |||
{{Box|1=Experiment: Schiefe Ebene - Rampen|2=Führe das Experiment aus dem Buch S. 186 durch. Übertrage die Tabelle in dein Heft und fülle sie aus. Was fällt dir auf?<br> | |||
{{(!}} class=wikitable | |||
{{!-}} | |||
{{!}} | |||
{{!}} Weg s (m) | |||
{{!}} Kraft F (N) | |||
{{!}} F·s (Nm) | |||
{{!-}} | |||
{{!}} Senkrecht hochheben | |||
{{!}} 0,10 | |||
{{!}} | |||
{{!}} | {{!}} | ||
{{!}} 0, | {{!-}} | ||
{{!}} kurze Rampe | |||
{{!}} 0,20 | |||
{{!}} | {{!}} | ||
{{! | {{!}} | ||
{{!-}} | {{!-}} | ||
|Experimentieren}} | {{!}} lange Rampe | ||
{{!}} 0,40 | |||
{{!}} | |||
{{!}} | |||
{{!)}}|3=Experimentieren}} | |||
{{Lösung versteckt|1=Beobachtung:<br> | |||
{{(!}} class=wikitable | |||
{{!-}} | |||
{{!}} | |||
{{!}} Weg s (m) | |||
{{!}} Kraft F (N) | |||
{{!}} F·s (Nm) | |||
{{!-}} | |||
{{!}} Senkrecht hochheben | |||
{{!}} 0,10 m | |||
{{!}} 2,8 N | |||
{{!}} 0,1·2,8=0,28 | |||
{{!-}} | |||
{{!}} kurze Rampe | |||
{{!}} 0,20 m | |||
{{!}} 1,4 N | |||
{{!}} 0,2·1,4=0,28 | |||
{{!-}} | |||
{{!}} lange Rampe | |||
{{!}} 0,40 m | |||
{{!}} 0,7 N | |||
{{!}} 0,4·0,7=0,28 | |||
{{!)}}|2=Vergleiche deine Beobachtung|3=Schließen}} | |||
{{Box|Animation zur schiefen Ebene|Öffne die Animation zur schiefen Ebene auf der Seite leifiphysik und erkläre: | |||
* [https://www.leifiphysik.de/mechanik/arbeit-energie-und-leistung/downloads/arbeit-der-schiefen-ebene-animation Animation zur schiefen Ebene (leifiphysik)]|Experimenterien}} | |||
{{Box|Simulation zur schiefen Ebene|Öffne die Simulation zur schiefen Ebene und prüfe deine Vermutung aus dem Experiment: | |||
* [https://phet.colorado.edu/de/simulations/ramp-forces-and-motion Simulation zur schiefen Ebene auf phet.colorade]|Experimentieren}} | |||
===2. | ===2.4 Die goldene Regel der Mechanik=== | ||
Auf der Seite leifiphysik findest zu eine Zusammenfassung zur "Goldenen Regel" an der schiefen Eben, am Hebel und am Flaschenzug. | |||
* [https://www.leifiphysik.de/mechanik/arbeit-energie-und-leistung/grundwissen/goldene-regel-der-mechanik Goldene Regel (leifiphysik)] | |||
Aktuelle Version vom 16. Juli 2025, 14:35 Uhr
SEITE IM AUFBAU!!
2. Kraftumformende Einrichtungen - Einfache Maschinen
2.1 Hebel
2.2 Rollen und Seile
Beobachtung:
| Versuchsaufbau | Bild | Last FG (N) | Zugkraft FZ (N) | Bemerkungen | |
| Bild 2
Seil: Gewicht mit einem Seil direkt nach oben ziehen |
|
FG = 0,5 N | FZ = 0,5 N | Nur der Angriffspunkt der Kraft ändert sich. Betrag und Richtung bleiben gleich. | |
| Bild 3
Seil: Gewicht mit einer festen Rolle nach oben ziehen |
|
FG = 0,5 N | FZ = 0,5 N | Der Angriffspunkt ändert sich (Seil) und die Richtung ändert sich (ich ziehe nach unten), der Betrag bleibt gleich. | |
| Bild 4
Seil: Gewicht mit einer losen Rolle nach oben ziehen |
|
FG = 0,66 N | FZ = 0,33 N | Die Zugkraft ist die Hälfte der Last (zwei Seilstücke tragen). Der Betrag der Kraft wird halbiert. |
Erklärvideos zum Experiment:
| feste Rolle | |
| lose Rolle |
2.3 Schiefe Ebene
Beobachtung:
| Weg s (m) | Kraft F (N) | F·s (Nm) | |
| Senkrecht hochheben | 0,10 m | 2,8 N | 0,1·2,8=0,28 |
| kurze Rampe | 0,20 m | 1,4 N | 0,2·1,4=0,28 |
| lange Rampe | 0,40 m | 0,7 N | 0,4·0,7=0,28 |
2.4 Die goldene Regel der Mechanik
Auf der Seite leifiphysik findest zu eine Zusammenfassung zur "Goldenen Regel" an der schiefen Eben, am Hebel und am Flaschenzug.
