Experiment: Der zweiseitige Hebel - Wie funktioniert ein Mobile?
Material:...
...
Versuchsdurchführung:
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?
Erkennst du einen Zusammenhang zwischen den Kräften und der Länge des Hebelarms?
Formuliere deine Ideen in deinem Heft.
Das Hebelgesetz - Hefteintrag
Fülle den Lückentext aus und übertrage ihn in dein Heft.
Am Hebel herrscht Gleichgewichtszustand, wenn die Produkte aus Kraft und Hebelarm gleich groß sind:
F1 · l1 = F2 · l2
Dabei müssen die Kräfte senkrecht zum Hebel sein.
Mit Hebeln kann man Kräfte verstärken:
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.
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?
Was fällt dir auf?
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.
Übung 11 - Das Hebelgesetz
Bearbeite die nachfolgenden LearningApps.
Übung 12 - Das Hebelgesetz - Heft
Erarbeite die Musteraufgabe zum Hebelgesetzt auf S. 178.
Löse S. 178, Aufgabe 1, 2, 3, 4.
Bearbeite das AB zum Hebelgesetz, du erhältst es von deiner Lehrerin.
2.2 Rollen und Seile
Experiment: Rollen und Seile
Führe das Experiment S. 180 1 durch.
Übertrage die Tabelle in dein Heft und notiere deine Beobachtungen:
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 = ...
Bild 3
Seil: Gewicht mit einer festen Rolle nach oben ziehen
FG = 0,5 N
FZ = ...
Bild 4
Seil: Gewicht mit einer losen Rolle nach oben ziehen
FG = 0,66 N
FZ = ...
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.
Die Anzahl der tragenden Seile ist wichtig bei einem Flaschenzug:
Je größer die Zahl n der tragenden Seile ist, desto weniger Zugkraft musst du aufbringen, um eine Last anzuheben.
Für die Zugkraft gilt: FZ = ·FG
Dafür verlängert sich die notwendige Zugstrecke, um eine Last die Strecke anzuheben.
Für die Zugstrecke gilt: sZ = n·sG
Übung 13 - Flaschenzug
Bearbeite die LearningApp unten und die Aufgaben und Quizze auf der Seite leifiphysik.
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