Arbeitsblatt: Prüfung Kraftwandler

Prüfung Physik Hebel, Rollen, mechanische Leistung Serie Name: Datum: Punkte: Aufgabe 1 Maximum Aufgabe 2 Aufgabe 3 TOTAL 34 12 8 14 (2, 2, 2, 2, 4) (2, 2, 2, 2) (2, 2, 2, 2, 2, 2, 2) erreicht NOTE Eltern: 1. Rollen Flaschenzug a) Mit welcher Kraft FZ muss gezogen werden, damit Gleichgewicht herrscht? b) Welche Masse (auf der Erde!) hängt bei einer Zugkraft von FZ 40 an der Rolle? c) Welche Kraftersparnis kann man mit dem skizzierten Flaschenzug erzielen? d) Was bringt der folgende Flaschenzug? Wo würde man diesen Flaschenzug einsetzen? e) Eine Masse 350 kg soll 12 hochgehoben werden. Der Bauarbeiter, der dies bewerkstelligen soll, wiegt mB 90 kg und kann höchstens seine Gewichtskraft als Zugkraft einsetzen. Zeichne eine Skizze eines Flaschenzugs, mit welcher dieser Auftrag zu lösen ist, berechne die notwendige Zugkraft FZ und die zu verrichtende Arbeit W. Skizze: 2. Hebel a) Welche Masse muss die kleine Kugel haben, damit Gleichgewicht herrscht? b) Welche Kraft wirkt rechts (z.B. auf ein Elektrokabel), wenn man links mit 40 zusammendrückt? c) Wie stark muss am Angriffspunkt gezogen werden, wenn der Nagel bei einer Krafteinwirkung von 150 herausgezogen werden kann? d) Berechne die Kraft, welche am Punkt wirken muss, damit das System im Gleichgewicht ist. In welche Richtung wirkt diese Kraft? 3. Mechanische Leistung a) Die menschliche Dauerleistung beträgt etwa 75 W. Wie gross ist die in 8 verrichtete Arbeit (in und kWh)? Welchem Geldwert entspricht diese Arbeit, wenn eine kWh etwa 22 Rp. kostet? b) Was bedeutet die Aussage, der Wirkungsgrad eines Dieselmotors beträgt 42 %? c) Ein Bergwanderer (Masse mit Gepäck 90 kg) leistet 150 W. Um wie viel Meter steigt er im Gebirge in einer halben Stunde höher? d) Ein Radfahrer kommt mit 8 m/s an einen Abhang, fährt hinunter (Höhenunterschied 4m) und wird dabei beschleunigt. Welche Geschwindigkeit hat er nach dem Abhang? e) Eine Kolbenpumpe fördert in einer Minute 720 Liter Wasser auf eine Höhe von 15 m. Welche Leistung muss der Antriebsmotor aufbringen, wenn die Pumpe einen Wirkungsgrad von 80% besitzt? f) Die Leistungsaufnahme eines Kühlaggregates beträgt 2,5 kW. Die effektive Kühlleistung hingegen nur 1625 W. Wie groß ist der Wirkungsgrad? g) Ein Pingpongball wird auf eine Tischplatte fallen gelassen. Beschreibe die Energieumwandlungen.