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 36 an der Rolle? c) Welche Kraftersparnis kann man mit dem skizzierten Flaschenzug erzielen? d) Welche Kraftersparnis bringt der folgende Flaschenzug? Ist der Flaschenzug sinnvoll? e) Eine Masse 270 kg soll 15 hochgehoben werden. Der Bauarbeiter, der dies bewerkstelligen soll, wiegt mB 70 kg und kann höchstens seine Gewichtskraft als Zugkraft einsetzen. Zeichne die 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) Mit welcher Kraft wirkt die Bremsklötze auf das Rad, wenn der Fahrer die Bremse mit der Kraft 20 betätigt? c) Wie stark muss man den Nussknacker zusammendrücken, wenn die Nussschale bei einer Krafteinwirkung von 125 bricht? d) Der Schrank soll mit einer 80 cm langen Stange angehoben werden (Bild). Mit einem einarmigen Hebel wäre die Kraftersparnis noch grösser. In welchem Verhältnis stehen Last und Kraft in beiden Fällen? 3. Mechanische Leistung a) Die Leistung einer Glühlampe beträgt etwa 80 W. Wie gross ist die in 8 verrichtete Arbeit (in und kWh)? Welchem Geldwert entspricht diese Arbeit, wenn eine kWh etwa 18 Rp. kostet? b) Was bedeutet die Aussage, der Wirkungsgrad einer Glühbirne beträgt 13 %? c) Ein Spaziergänger (Masse mit Gepäck 90 kg) leistet 150 W. Wie schnell kann er auf gerader Strecke beschleunigen? Hilfe: Lege eine beliebige Zeit fest! d) Ein Radfahrer kommt mit 18 m/s an eine Steigung, fährt hinauf und wird dabei gebremst auf 12 m/s. Wie gross war der Höhenunterschied der Steigung? e) Eine Kolbenpumpe fördert in einer Minute 120 Liter Wasser auf eine Höhe von 35 m. Welche Leistung muss der Antriebsmotor aufbringen, wenn die Pumpe einen Wirkungsgrad von 60% besitzt? f) Die Leistungsaufnahme eines Kühlaggregates beträgt 2 kW. Die effektive Kühlleistung hingegen nur 1325 W. Wie groß ist der Wirkungsgrad? g) Ein Radfahrer bremst vor einer Kreuzung. Beschreibe die Energieumwandlungen.