Wann ist die seilkraft um rolle gleich

Hallo, folgende Anordnung: Masse M hängt vertikal an einem Seil, das Seil geht um eine Umlenkrolle, jedoch nicht flaschenzugmäsig wieder vertikal zurück, sondern horizontal im 90° Winkel. Wie groß muss die Kraft sein, die am Seil zieht, damit Gleichgewicht herrscht. 0,5mg? Danke im Voraus

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5 Antworten
Welche Kraft wirkt auf die Rolle?
Wie ist das Verhältnis der Zugkraft und Gewichtskraft bei einer festen Rolle?
Welche Kraft wirkt auf Umlenkrolle?
Welche Kraft wirkt auf das Seil?

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5 Antworten

lks72

Topnutzer im Thema Physik

13.08.2014, 20:33

Die Seilkraft ist genauso groß wie die Gewichtskraft des Körpers. Dies folgt aus dem Hebelgesetz, denn da beide Seile gleich weit vom Mittelpunkt entfernt sind, muss die Seilkraft in beiden gleich sein, damit die Rolle im Gleichgewicht bleiben kann (also natürlich nicht beide Seile, sondern beide Teile des Seils, es ist ja nur ein Seil :-))

Dies ist unabhängig vom Winkel zwischen den beiden Seilteilen.

Wenn man das ganze sauber beantworten will, dann muss man ALLE Kräfte an der Rolle einzeichnen. Hier gibt es nämlich drei.

1) Die Seilkraft nach unten (gleich der Gewichtskraft)

2) Die Seilkraft nach rechts (vom Betrag her gleich der Gewichtskraft wegen Hebelgesetz)

3) Eine Lagerkraft (die am Mittelpunkt der Rolle angreift), welche den beiden anderen Kräften das Gleichgewicht hält, sie geht (in deinem Beispiel) im 45 grad Winkel nach rechts oben und hat den Betrag wurzel(2) * Gewichtskraft, dies folgt sehr einfach aus dem Satz des Pythagoras.

2 Kommentare 2

baris9406

Fragesteller

13.08.2014, 20:34

super Antwort, vielen dank!

0 1

lks72 13.08.2014, 20:47

@baris9406

Noch eine Anmerkung zu der Diskussion mit der festen und losen Rolle in der anderen Antwort (die Kommentare wurden ja mittlerweile gelöscht, wie ich sehe).

Eigentlich ist das Argument mit der festen Rolle nicht korrekt, beziehungsweise es ist nicht richtig, die Antwort dort zu suchen. Dies ist aber nicht so einfach zu erkennen. Der Grund, warum in beiden Teilen des Seils bei einer Rolle im Gleichgewicht die gleiche Seilkraft herrscht, folgt direkt aus dem Hebelgesetz und hat zunächst einmal nichts damit zu tun, ob die Rolle lose oder fest ist.

Betrachten wir dazu zwei Beispiele: Feste Rolle, Seil nach oben, um die Rolle, Seil nach unten: Dann ist die Seilkraft in beiden Seilen gleich. Die Lagerkraft hält diesen beiden Kräften nun das Gleichgewicht, sie greift aber am Lager an und belastet nur die Decke, wovon wir in der Regel nichts mitbekommen.

Demgegenüber nun die lose Rolle. Decke, Seil nach unten, um die ROlle, Seil nach oben, festhalten. Wieder ist aufgrund des Hebelgesetzes die Kraft in beiden Seilteilen gleich, und wieder hält die Lagerkraft diesen beiden das Gleichgewicht.

Was ist der Unterschied? In einem Fall übt das Gewicht die Seilkraft aus und ist damit genauso groß wie die andere Seilkraft, im anderen Fall übt das Gewicht die Lagerkraft aus und ist damit doppelt so groß wie je eine Seilkraft.

dompfeifer

Topnutzer im Thema Physik

14.08.2014, 14:42

Das Gleichgewicht wird durch gleiche Gewichte bzw. gleiche Kräfte hergestellt. Die Seilkraft muss also gleich der Gewichtskraft sein.

BurkeUndCo

Topnutzer im Thema Physik

14.08.2014, 10:15

Da du keine Verlängerung des gezogenen Seils durch mehrere Rollen (Flaschenzug) verwendest, sonmfddern eine Übersetzung von 1 : 1, muusst du mit der Kraft ziehen, die dem Gewicht der Masse entspricht.

valeradi

14.08.2014, 12:36

Die Kraft, welche am Seil zieht, muss genau so groß sein wie die Gewichtskraft der Last.

Geograph

Topnutzer im Thema Physik

13.08.2014, 19:54

F = m * g
m = Masse
g = 9,81 m/s²
F [N] = [kg * m / s²]

5 Kommentare 5

baris9406

Fragesteller

13.08.2014, 20:01

das beantwortet meine frage kein bisschen.

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Geograph 13.08.2014, 23:21

@baris9406

"das beantwortet meine frage kein bisschen"
???
Deine Aufgabe und Frage war:
"Masse M (m) hängt vertikal an einem Seil, das Seil geht um eine Umlenkrolle, jedoch nicht flaschenzugmäsig wieder vertikal zurück, sondern horizontal im 90° Winkel. Wie groß muss die Kraft (F) sein, die am Seil zieht, damit Gleichgewicht herrscht?"

Wenn Du nicht ein absoluter Laie bist, solltest Du wissen:
In der Physik sind die Formelzeichen für die Masse m und für die Kraft F.
Die Feldstärke des Schwerefeldes wird (im Falle der Erde) Erdbeschleunigung g genannt.

F = m * g ist also genau die Antwort auf Deine Frage!
Rechnen mußt Du (als Student ??) allerdings alleine.

JTKirk2000 13.08.2014, 23:24

@Geograph

Sei vorsichtig. Mit Kritik kann er nicht umgehen. Meinen Kommentar hat er schon gelöscht und der war weniger "provokativ",

Welche Kraft wirkt auf die Rolle?

Rollen werden zur Änderung der Richtung einer Zugkraft (des Kraftvektors) (ohne Änderung des Betrags der Kraft), zur Führung des Seils oder als Ausgleichselement in Seilsystemen verwendet.

Wie ist das Verhältnis der Zugkraft und Gewichtskraft bei einer festen Rolle?

Die lose Rolle Der Betrag der Zugkraft wird halbiert, die Richtung der Zugkraft bleibt gleich. Kann das Gewicht der Rolle gegenüber dem Gewicht der zu hebenden Last vernachlässigt werden, so wird durch die lose Rolle der Betrag der nötigen Zugkraft halbiert.

Welche Kraft wirkt auf Umlenkrolle?

Wenn die Last frei an der Umlenkrolle hängt, wirken zwei Kräfte auf sie ein: ein Zentner Gewicht auf der Lastseite und eine Gegenkraft von 490 Newton durch die Gegenkraft, die die Last in der Schwebe hält.

Welche Kraft wirkt auf das Seil?

Die Kraft, die ein Seil aufnehmen kann, ist eindeutig eine Zugkraft längs des Seilverlaufs. Es richtet sich in die Richtung der resultierenden Kräfte aus. Es „spürt“ natürlich weder die Querkraft zur Seite noch die Gewichtskraft nach unten.