Einfache Maschinen, Teil 2 - simple machines, part 2

Nachdem wir letzten Freitag den ersten Teil unseres Themas "einfache Maschinen" behandelt haben, waren heute der Hebel und die Rolle mit dem Flaschenzug (der eigentlich eine Kombination zwischen Rolle und Seil, also zwei einfachen Maschinen ist) an der Reihe. E hat auch die Formeln dazu studiert.

After the first part of our theme "simple machines", we experimented today with lever and pulley.

Erst bauen wir eine einfache Maschinen, einen Hebel. Die erste Idee: ein Buch mit einem Bleistift stemmen.
First we build a simple machine. The first idea is: construct a lever with a crayon used to lift a book.

Wir bauen eine Wippe mit einem Brett und einem Ast. Eigentlich ein doppelter Hebel. S ist ganz erstaunt dass sie damit problemlos ihre Brüder und auch mit hochheben kann.
We construct a seesaw, that is a double lever, with a board and a branch. S is astonished that she can now easily lift her brothers and also me. 

Drittes Experiment: Hebel

Als erstes haben wir mit Hebel experimentiert und eine Wippe gebaut.

Mit einem Hebel kann man seine Kraft vergrössern.

Vorgehen:

a)    Wir stemmen einen Gegenstand.

b)    Wir stemmen den gleichen Gegenstand mit einem kurzen Hebel.

c)     Wir stemmen den gleichen Gegenstand mit einem langen Hebel.

d)    Wir bauen eine einfache Wippe (ein Beispiel für einen zweiseitigen Hebel) und verlagern die Gewichte gegen Innen und Aussen.

Wann wenden wir mehr Kraft an? Wann weniger?

Was passiert? _____________________________________________

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Erklärung:

Ein Hebel verändert den Ansatzpunkt und die Grösse der Kraft und kehrt die Richtung um. Mit einem längeren Hebelarm müssen wir weniger Kraft aufwenden.

Unser Flaschenzug.
Our pulley.

Es ist nur ein einfacher Flaschenzug. Trotzdem wird es relativ einfach sich damit selbst hochzuziehen.
It's only a simple pulley. But nevertheless it becomes fairly easy to lift oneself with it.

S zeichnet ihre Ergebnisse auf.
S draws her observations.

E und T notieren und zeichnen ihre Ergebnisse. E macht zusätzlich noch dieses:

E and T write down and illustrate their observations. E writes down and studies also this:

Viertes Experiment: Rolle – Experimente mit dem Flaschenzug.

Wir haben erst über die Rolle gesprochen, z.B. Völker aus dem alten Südamerika benutzten Rollen (Baumstämme) um grosse Gewichte zu transportieren. 

Der Flaschenzug ist eine Kombination zwischen Rolle und Seil. Damit haben wir experimentiert.

Eine Rolle besteht aus einem Rad oder einer Kreisscheibe, das möglichst reibungsarm auf einer Achse drehen soll. Sie dient der Führung eines Seils oder einer Kette. Am Rand der Kreisscheibe befindet sich meist ein Steg, der ein Abrutschen des Seils verhindert. Rollen werden z.B. bei Seilbahnen, Aufzügen, Flaschenzügen und Kränen benutzt.

Vorgehen: Wir bauen einen Flaschenzug auf und ziehen verschiedene Gegenstände hoch. Wir heben die gleichen Gegenstände ohne Flaschenzug. Was erscheint uns leichter?

Was passiert? _____________________________________________

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Erklärung: Die Rollen bei einem Flaschenzug können sehr unterschiedlich angeordnet sein. Für die Zugkraft entscheidend ist aber immer die Anzahl der tragenden Seile, auf die sich die Last verteilt. So muss man weniger Kraft aufbringen, um eine Last zu bewegen.