Halbierende Kräfte

Wissenschaft Physik
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Hallo,

folgendes Experiment:

Ein Seil wird über eine Stange gehängt, so dass auf der einen Seite das Seil eine Schlaufe bildet, auf der anderen Seite die beiden Enden lose heunterhängen.

Nun setzt sich eine Person in die Schleife (hält dabei natürlich die beiden losen Enden des Seiles). Wenn sich diese Person nun mit Hilfe der losen Enden des Seiles hochzieht, wird dann die Gewichtskraft (also das was nach unten zieht) halbiert? Soll heißen, muss der Typ, wenn er 100 kg wiegt nur noch 50 kg „hochziehen“?

Grüße
Wolfgang

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Hallo Wolfgang,

Ein Seil wird über eine Stange gehängt, so dass auf der einen
Seite das Seil eine Schlaufe bildet, auf der anderen Seite die
beiden Enden lose heunterhängen.

Nun setzt sich eine Person in die Schleife (hält dabei
natürlich die beiden losen Enden des Seiles). Wenn sich diese
Person nun mit Hilfe der losen Enden des Seiles hochzieht,
wird dann die Gewichtskraft (also das was nach unten zieht)
halbiert? Soll heißen, muss der Typ, wenn er 100 kg wiegt nur
noch 50 kg „hochziehen“?

Nein. D.h., wenn er denn gleichmaessig zieht, so zieht er an beiden losen Enden mit einer Zugkraft von jeweils 50 kg, in Summe immer noch 100 kg. Einfacher ginge es, wenn er ein loses Ende an der Erde mittels Pflock befestigt. Dann haette man erst so etwas wie eine „Winde“. Das feste Ende haelt 50 kg und am anderen Ende, am losen welchen, kann er mit 50 kg Zugkraft sich nach oben ziehen. Allerdings ist der Weg dann doppelt so lang und er muss immer Seil unter seinem Hintern durchrutschen lassen :smile:

viele gruesse, peter

Grüße
Wolfgang

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ja (wenn ohne reibung)
wenn er auch noch die reibung unter seinem hintern beseitigt, kann er sich auch an einem seilende mit 25kp hochziehen und das andere irgendwo festbinden.

4

sorry, nein!
hi Ulf,

das stimmt so nicht ganz.

reibungsfrei betrachtet:
Wenn du in der Schlaufe sitzt und die Enden gleichmäßig über die Stange ziehst, dann hebst du mit jedem Arm 50 kg. Viel Vergnügen, gibt sicher ordentlich Muskeln. Wie kommst du darauf, dass die Kräfte halbiert seinen? Das Seil ist an der Stange nur umgelenkt, es wird nichts untersetzt.

Wenn du ein Seilende an der Stange festmachst und das anderen Ende unter deinem Hintern durchziehst, dann hättest du eine untersetzung von 1:2, also mit beiden Armen zusammen 50 Kg anheben, natürlich den doppelten Weg dann, geschenkt wird dir da auch nix. Praktischer ist es dann allerdings, sich einen Block vor den Bauch an eine feste Seilschlaufe zu knoten, durch den dann das bewegliche Zugseil läuft.

reibungsbehaftet:
Schon wenn die losen Enden nur über die Stange um 180 Grad umgelenkt werden hast du enorme Reibungsverluste, ich schätze mal, je nach Seil und Stange, dürften es mit jedem Arm so um die 80 kg sein, die zu heben sind. Ein Seilende festzumachen und das andere zu ziehen bringt nix, weil durch die Reibung des Hinterns am Seil die erforderlichen Kräfte bestimmt mehr als verdoppelt werden. Wie ich mir da so sicher sein kann, ohne es vorzurechnen?

Nicht umsonst kosten gute (reibungsarme) Blöcke für Segelboote ein kleines Vermögen.

-)

Gruß
Burkh

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5

Hallo Burkh,

reibungsfrei betrachtet:
Wenn du in der Schlaufe sitzt und die Enden gleichmäßig über
die Stange ziehst, dann hebst du mit jedem Arm 50 kg.

Nein, das ist im Prinzip ein Flaschenzug, der das Gewicht gleichmässig auf 4 Seile verteilt. Das Seil wird also nur mit 1/4 des Gewichtes, also mit 250 N belastet.
Das sollte eigentlich auch klar sein, weil das Seil den Körper 4 mal hochzieht; 2 mal am Po und jeweils einmal an beiden Armen.

Jörg

6

Hallo Wolfgang,

Ein Seil wird über eine Stange gehängt, so dass auf der einen
Seite das Seil eine Schlaufe bildet, auf der anderen Seite die
beiden Enden lose heunterhängen.

Nun setzt sich eine Person in die Schleife (hält dabei
natürlich die beiden losen Enden des Seiles). Wenn sich diese
Person nun mit Hilfe der losen Enden des Seiles hochzieht,
wird dann die Gewichtskraft (also das was nach unten zieht)
halbiert? Soll heißen, muss der Typ, wenn er 100 kg wiegt nur
noch 50 kg „hochziehen“?

ja, so ist es! Dabei wird jeder seiner Arme mit 250 N „belastet“, also gerade so, als ob er mit zwei 25 kg-Hanteln trainieren würde (klar, bis auf die Richtung: Das Seil zieht nach oben, wohingegen Hanteln nach unten ziehen). In der Summe macht das 500 N, was 50 kg entspricht (g = 10 m/s^2). Der Mann spürt also nur seine halbe Gewichtskraft (pro Arm 1/4 Gewichtskraft). Dafür verdoppelt sich jedoch der Weg: Bei jedem cm, den er sich aufwärts zieht, wächst jedes der beiden Seilknäuel am Boden ebenfalls um 1 cm, aber durch jede seiner Hände laufen dabei 2 cm Seil (Betrachtung des Seils jetzt relativ zum Mann!). Somit spart der Mann zwar Kraft, aber keine Arbeit, weil 1 cm * 1000 N dasselbe ist wie 2 * 2 cm * 250 N. Der Energieerhaltungssatz ist also – wie immer – erfüllt.

Ich habe Deinen Fall und drei weitere hier mal skizziert:

http://mitglied.lycos.de/SabinchenM/

Die grünen Zahlen „auf“ den Seilen geben die Zugkraft an, die dort herrscht. Alle Angaben sind als N zu verstehen (Masse des Manns = 100 kg, g = 10 m/s^2). In den Fällen c) und d) rutscht Seil unter dem Allerwertesten des Manns hindurch.

Mit freundlichem Gruß
Martin

PS @Litorino + lego: Bitte denkt nochmal über Eure Antworten nach. Sie sind nicht richtig.

7

Hallo Martin,

halbiert? Soll heißen, muss der Typ, wenn er 100 kg wiegt nur
noch 50 kg „hochziehen“?

ja, so ist es! Dabei wird jeder seiner Arme mit 250 N
„belastet“,

Nein, ich gehe tiefer zu den Bildern genauer drauf ein.

also gerade so, als ob er mit zwei 25 kg-Hanteln
trainieren würde (klar, bis auf die Richtung: Das Seil zieht
nach oben, wohingegen Hanteln nach unten ziehen). In der Summe
macht das 500 N, was 50 kg entspricht (g = 10 m/s^2). Der Mann
spürt also nur seine halbe Gewichtskraft (pro Arm 1/4
Gewichtskraft).

nein, siehe noch oben,

Dafür verdoppelt sich jedoch der Weg: Bei
jedem cm, den er sich aufwärts zieht, wächst jedes der beiden
Seilknäuel am Boden ebenfalls um 1 cm, aber durch jede seiner
Hände laufen dabei 2 cm Seil

das waere der fall, wenn ein loses ende am boden fest waere,

(Betrachtung des Seils
jetzt relativ zum Mann!). Somit spart der Mann zwar Kraft,
aber keine Arbeit, weil 1 cm * 1000 N dasselbe ist wie 2 * 2
cm * 250 N. Der Energieerhaltungssatz ist also – wie immer –
erfüllt.

Ich habe Deinen Fall und drei weitere hier mal skizziert:

http://mitglied.lycos.de/SabinchenM/

Bild a: nach unten ziehen 1000 Newton, also muessen nach actio = reactio auch 1000 N nach oben zur Rolle ziehen, statt in Summe 2*250=500, andernfalls faellt er einfach nach unten, actio=reactio!

Bild b: dito wie a, a und b sind zwar als faelle praktisch identisch, aber eben actio gleich reactio. ueberlege, wenn du einen eimer mit wasser am seil ueber ein klettergeruest haengst und du ziehst am anderen ende, so ziehst du pro meter, den du das seil auf deiner seite nach unten ziehst, den eimer am anderen ende einen meter nach oben, also allein energiesatz kann, sollte dich ueberzeugen, Energie=Kraft*Weg, die energie ist erhalten, der weg ist gleich, also sind die kraefte gleich und du irrst.

Bild c: Die 1000 N Gewichtskraft teilen sich auf auf die Seilenden, die zur Deckenbefestigung gehen und zur Rolle gehen, daher wieder jeweils 500 statt 333. allerdings kann er hier am losen ende dann mit einer „echten rolle“ nur mit 500 ziehen, dafuer aber den doppelten weg.

bild d: erster und auch fuer dich hoffentlich offensichtlicher fehler, dass du nun 4*333 Newton auf die seilteilstuecke verteilst, das waeren dann 1333 statt 1000. an beiden seilenden links und rechts jeweils ziehen 500 N. rechts der rolle ist ein seilende am erdboden befestigt und belastet diesen mit 500 Newton Zugkraft nach oben, der mann kann wieder am losen ende mit 500 N sich nach oben ziehen, dafuer aber doppelter weg, eine „echte rolle“ oder „winde“

Die grünen Zahlen „auf“ den Seilen geben die Zugkraft an, die
dort herrscht. Alle Angaben sind als N zu verstehen (Masse des
Manns = 100 kg, g = 10 m/s^2). In den Fällen c) und d) rutscht
Seil unter dem Allerwertesten des Manns hindurch.

Mit freundlichem Gruß
Martin

PS @Litorino + lego: Bitte denkt nochmal über Eure Antworten
nach. Sie sind nicht richtig.

ja martin, ich habe meine ueberlegungen an deinen skizzen und die skizzen selbst noch einmal ueberdacht, du irrst,

viele gruesse, peter

8

Danke euch allen!
Hi,

Vielen Dank für die Antworten. War ne schöne Diskussion auf nem Geburtstag…

Grüße
Wolfgang

9

Hallo lego,

http://mitglied.lycos.de/SabinchenM/

Bild a: nach unten ziehen 1000 Newton, also muessen nach actio
= reactio auch 1000 N nach oben zur Rolle ziehen,

es müssen nicht 1000 N nach oben ZUR ROLLE ziehen, sondern nach oben GESAMT:

a) 250 N an der rechten Pobacke + 250 N an der linken Pobacke + 250 N am rechten Arm + 250 N am linken Arm macht 1000 N total.

Bild b: dito wie a, a und b sind zwar als faelle praktisch
identisch, aber eben actio gleich reactio.

b) 500 N am Brustkorb + 500 N an einem Arm

ueberlege, wenn du
einen eimer mit wasser am seil ueber ein klettergeruest
haengst und du ziehst am anderen ende, so ziehst du pro meter,
den du das seil auf deiner seite nach unten ziehst, den eimer
am anderen ende einen meter nach oben,

Das Setup mit dem Eimer ist was anders; es ist mit keinem der vier Fälle vergleichbar!

Bild c: Die 1000 N Gewichtskraft teilen sich auf auf die
Seilenden, die zur Deckenbefestigung gehen und zur Rolle
gehen, daher wieder jeweils 500 statt 333. allerdings kann er
hier am losen ende dann mit einer „echten rolle“ nur mit 500
ziehen, dafuer aber den doppelten weg.

c) 333 N an der rechten Pobacke + 333 N an der linken Pobacke + 333 N an einem Arm

bild d:

d) = c)

erster und auch fuer dich hoffentlich offensichtlicher
fehler, dass du nun 4*333 Newton auf die seilteilstuecke
verteilst,

Kein Fehler, weil nur drei (nicht zwei, sondern drei ) davon am Mann ziehen.

das waeren dann 1333 statt 1000. an beiden
seilenden links und rechts jeweils ziehen 500 N. rechts der
rolle ist ein seilende am erdboden befestigt und belastet
diesen mit 500 Newton Zugkraft nach oben, der mann kann wieder
am losen ende mit 500 N sich nach oben ziehen, dafuer aber
doppelter weg, eine „echte rolle“ oder „winde“

„Echte Rolle“? Nur um Mißverständnissen vorzubeugen: Die Kreise mit dem Kreuz in meinen Skizzen sind polierte Edelstahl-Stangen, über deren Oberfläche das Seil völlig reibungsfrei gleiten kann. Läuft das Seil zweimal drüber, dann geschieht dies unabhängig voneinander.

Mit freundlichem Gruß
Martin

10

Hallo Lego,

Wenn die Person auf der Stange, solange mit der Kraft F am Seil zieht bis die Seilposition, die er am Anfang in den Händen hätte, eine Länge d unter ihm ist, hat er die Arbeit W1=F*d verrichtet.
Trotzdem hat sich sein Körper nur um d/2 nach oben bewegt, da das Seil ja oben über die Rolle geht. Am System wurde als nur die Arbei W2=G*d/2 verrichtet.

Gleichsetzen:
W1=W2 F=G/2

Gruß
Oliver

11

Hallo Oliver,

im bild a und b aber nicht:

Wenn die Person auf der Stange, solange mit der Kraft F am
Seil zieht bis die Seilposition, die er am Anfang in den
Händen hätte, eine Länge d unter ihm ist, hat er die Arbeit
W1=F*d verrichtet.
Trotzdem hat sich sein Körper nur um d/2 nach oben bewegt, da
das Seil ja oben über die Rolle geht. Am System wurde als nur
die Arbei W2=G*d/2 verrichtet.

Gleichsetzen:
W1=W2 F=G/2

http://mitglied.lycos.de/SabinchenM/

siehe bild a und b:

a:

zieht er mit der jeweiligen hand am seilteilstueck1 und am seilteilstueck 2 rechts der rolle jeweils um die strecke d nach unten, so zieht er sich um die selbe strecke d nach oben. nach energiesatz irrt dann martin.

was du sagst gilt fuer c und d, aber ohne die irrigen zahlenangaben, die martin in den bildern macht, ansonsten ganz recht, viele gruesse, peter

12

Hallo Martin,

http://mitglied.lycos.de/SabinchenM/

Bild a: nach unten ziehen 1000 Newton, also muessen nach actio
= reactio auch 1000 N nach oben zur Rolle ziehen,

es müssen nicht 1000 N nach oben ZUR ROLLE ziehen, sondern
nach oben GESAMT:

Nein mein Bester. Im stabilen, statischen Gleichgewicht bringt im Bild b (beispielsweise Bild b) der Mann 1000 Newton Gewichtskraft auf und das Seil haelt ihn. Mit 1000 N zieht die Gewichtskraft nach unten links und mit 1000 N Zugkraft muss daher auch das Seil links ihn halten. Entsprechend muesste er sich mit 1000 N rechts der Rolle statisch ziehen, um nicht herunter zu fallen. Du wirfst die klassische Mechanik und die Newtonschen Gesetze durcheinander bzw. vektorielle Kraefteaddition. Ersetze den Mann doch einmal durch ein Gewicht von 100 kg links, dann musst Du auch rechts 100 kg Gewicht an das Seil haengen. Und nicht 50 kg. Ist das einsichtig?

Anders mit dem Engergiesatz, siehe Bild b wieder. Zieht er rechts das Seil um das Stueck d nach unten, so zieht er sich links um die Laenge d nach oben. Gleiche Weglaenge!!! Du aber machst links und rechts verschiedene Kraefte geltend: also wuerde E_links= d* Kraft_links ungleich d*Kraft_rechts=E_rechts sein.

a) 250 N an der rechten Pobacke + 250 N an der linken Pobacke
+ 250 N am rechten Arm + 250 N am linken Arm macht 1000
N total.

neee

Bild b: dito wie a, a und b sind zwar als faelle praktisch
identisch, aber eben actio gleich reactio.

b) 500 N am Brustkorb + 500 N an einem Arm

ueberlege, wenn du
einen eimer mit wasser am seil ueber ein klettergeruest
haengst und du ziehst am anderen ende, so ziehst du pro meter,
den du das seil auf deiner seite nach unten ziehst, den eimer
am anderen ende einen meter nach oben,

Das Setup mit dem Eimer ist was anders; es ist mit keinem der
vier Fälle vergleichbar!

Ist es doch, siehe allein Bild b: Ersetze den Mann doch einmal durch ein Gewicht von 100 kg links, dann musst Du auch rechts 100 kg Gewicht an das Seil haengen. Und nicht 50 kg. Ist das einsichtig?

Bild c: Die 1000 N Gewichtskraft teilen sich auf auf die
Seilenden, die zur Deckenbefestigung gehen und zur Rolle
gehen, daher wieder jeweils 500 statt 333. allerdings kann er
hier am losen ende dann mit einer „echten rolle“ nur mit 500
ziehen, dafuer aber den doppelten weg.

c) 333 N an der rechten Pobacke + 333 N an der linken Pobacke
+ 333 N an einem Arm

bild d:

d) = c)

erster und auch fuer dich hoffentlich offensichtlicher
fehler, dass du nun 4*333 Newton auf die seilteilstuecke
verteilst,

Kein Fehler, weil nur drei (nicht zwei, sondern drei )
davon am Mann ziehen.

Naja, im statischen Fall (ohne beschleunigungen also) muessen links und rechts 1000 N ziehen, nicht 666 und noch einmal links oberhalb und unterhalb des Mannes 1000 N gewichtskraft nach unten und 1000 N zugkraft nach oben durch das Seil gewaehrleistet.

„Echte Rolle“? Nur um Mißverständnissen vorzubeugen: Die
Kreise mit dem Kreuz in meinen Skizzen sind polierte
Edelstahl-Stangen, über deren Oberfläche das Seil völlig
reibungsfrei gleiten kann. Läuft das Seil zweimal drüber,
dann geschieht dies unabhängig voneinander.

Schon klar, was was in der Skizze ist und das wir reibungsfrei rechnen wollen.

viele gruesse, peter

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Anders gesagt noch einmal:
Hallo Martin,

http://mitglied.lycos.de/SabinchenM/

Bild a: nach unten ziehen 1000 Newton, also muessen nach actio
= reactio auch 1000 N nach oben zur Rolle ziehen,

es müssen nicht 1000 N nach oben ZUR ROLLE ziehen, sondern
nach oben GESAMT:

Nein mein Bester. Im stabilen, statischen Gleichgewicht bringt
im Bild b (beispielsweise Bild b) der Mann 1000 Newton
Gewichtskraft auf und das Seil haelt ihn. Mit 1000 N zieht die
Gewichtskraft nach unten links und mit 1000 N Zugkraft muss
daher auch das Seil links ihn halten. Entsprechend muesste er
sich mit 1000 N rechts der Rolle statisch ziehen, um nicht
herunter zu fallen. Du wirfst die klassische Mechanik und die
Newtonschen Gesetze durcheinander bzw. vektorielle
Kraefteaddition. Ersetze den Mann doch einmal durch ein
Gewicht von 100 kg links, dann musst Du auch rechts 100 kg
Gewicht an das Seil haengen. Und nicht 50 kg. Ist das
einsichtig?

Du wirfst in Bild b), um bei b zu bleiben, meine vorherigen Meinungen zu a,c und d bleiben gleich, ein seil ueber die rolle. im stabilen fall muesste sich ebenso ein mann mit 100 kg gewicht rechts ans seil haengen, damit der herr links im gleichgewicht bleibt. oder du haengst rechts 50 kg auf, dann erst kann er sich mit nur 500 N am rechten seil links nach oben ziehen. deine zahlenwerte bzw. die art, wie du newton anwendes, ist schlicht falsch.

viele gruesse, peter

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Hallo lego,

Ersetze den Mann doch einmal durch ein
Gewicht von 100 kg links, dann musst Du auch rechts 100 kg
Gewicht an das Seil haengen.

aus Deiner Formulierung schließe ich, daß es keinen die beiden Gewichte verbindenden „Arm“ geben soll. Der Mann in b) benutzt aber einen Arm, um das rechte Seilstück herunterzudrücken. Das muß er auch tun. Wenn er damit aufhören würde, würde er sich beschleunigt abwärts bewegen. Also nochmal: Der Mann in b) drückt dieses rechte Seilstück nach unten. Mit 500 N. FOlglich (actio=reactio) zieht selbiges rechte Seilstück den Mann an seinem Arm mit 500 N nach oben.

Anders mit dem Engergiesatz, siehe Bild b wieder. Zieht er
rechts das Seil um das Stueck d nach unten, so zieht er sich
links um die Laenge d nach oben. Gleiche Weglaenge!!!

Das habe ich schon erklärt. Hebt sich der Mann selbst um 1 cm (gemessen gegen den Boden) nach oben, so rutscht auch 1 cm Seil über die Stange. Auch das Seilknäuel am Boden wächst um 1 cm. Der Mann bewegt sich jedoch relativ zum rechten Seilstück um 2 cm. Diese 2 cm mußt Du in die Energieformel W = F * s einsetzen.

a) 250 N an der rechten Pobacke + 250 N an der linken Pobacke
+ 250 N am rechten Arm + 250 N am linken Arm macht 1000
N total.

neee

Wirklich nicht :wink: ? Dann guck mal hier, was der Mann noch alles kann:

http://mitglied.lycos.de/SabinchenM/

Viele geduldige Grüße zurück
Martin

PS: Du glaubst doch nicht etwa, bloß weil der Arm des Manns waagerecht gemalt ist, überträgt er keine Vertikalkraft??? Ja, wenn der Mann wirklich seine Arme so „radial“ rausstrecken würde, dann würde er nicht so aufrecht bleiben, sondern sich in irgendeine Schräglage pendeln, bis kein Gesamtdrehmoment mehr auf ihn wirken würde. Mir ist völlig klar, daß meine Skizze beispielsweise im Fall f) unter diesem Aspekt unrealistisch ist: Der Schwerpunkt (= Angreifpunkt der Gewichtskraft) eines Manns aus Fleisch und Blut, der sich mit der rechten Hand an ein Seil klammert, würde sich im Statik-Gleichgewichtsfall genau unter seiner rechten Hand befinden. Also: Bitte den Mann nicht als starren Körper betrachten; es sollen nur Kräfte wirken, aber keine Drehmomente.

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Hallo Martin,

Ersetze den Mann doch einmal durch ein
Gewicht von 100 kg links, dann musst Du auch rechts 100 kg
Gewicht an das Seil haengen.

aus Deiner Formulierung schließe ich, daß es keinen die beiden
Gewichte verbindenden „Arm“ geben soll. Der Mann in b)
benutzt aber einen Arm, um das rechte Seilstück
herunterzudrücken.

Naja, ok, ich glaube mittlerweile, dass wir um einen Fehler in der Darstellung der Kraefte streiten bzw. die Darstellungen anders interpretieren.

Das muß er auch tun. Wenn er damit
aufhören würde, würde er sich beschleunigt abwärts bewegen.
Also nochmal: Der Mann in b) drückt dieses rechte Seilstück
nach unten. Mit 500 N. FOlglich (actio=reactio) zieht
selbiges rechte Seilstück den Mann an seinem Arm mit 500 N
nach oben.

Ja, aber die Kraft wird ueber das Seil nach links ueber die Rolle vermittelt und zieht also auch links nur mit 500 N nach oben. Also warte: Wenn er eine Stange anbringt in der horizontalen und an den beiden Enden der Stange jeweils ein Seilende, dann halten die beiden Seilenden 500 N jeweils, das meinst Du doch, so eine Art Schaukel haetten wir dann. Haengt er frei an einem Seil, so bringt er auf dieses 1000 N Gewichtskraft auf. Nun wirft er dieses Seil ueber eine Stange und er hat eine feste Rolle. Verteilt seine Gewichtskraft von 1000 Newton auf auf 500 Newton mit seinem Hintern links (Bild b) und mit 500 rechts. Ok, da habe ich etwas missverstanden. Wuerde er sich rechts nicht halten, sondern ein externer Mann am Boden, so muesste dieser aber 1000 N halten. Da habe ich ein anderes Bild im Kopf gehabt, entsprechend missinterpretiert, wo welche Kraefte wirken. Ergo er kann sich mit 500 N rechts nach oben ziehen.

Anders mit dem Engergiesatz, siehe Bild b wieder. Zieht er
rechts das Seil um das Stueck d nach unten, so zieht er sich
links um die Laenge d nach oben. Gleiche Weglaenge!!!

Das habe ich schon erklärt. Hebt sich der Mann selbst um 1 cm
(gemessen gegen den Boden) nach oben, so rutscht auch 1 cm
Seil über die Stange. Auch das Seilknäuel am Boden wächst um 1
cm.

Bis hierher klar.

Der Mann bewegt sich jedoch relativ zum rechten
Seilstück um 2 cm. Diese 2 cm mußt Du in die
Energieformel W = F * s einsetzen.

Hmm, das Bild ist falsch bzw. leicht missverstaendlich oder irrefuehrend, er arbeitet, wenn er seine Gewichts-Kraft (GK) gleichmaessig verteilt, links und rechts. Du kannst doch nicht Deine Gewichtsarbeit betrachten zum Punkt, wo er festhaelt, um die gehobene Strecke zu erhalten. Du hebst links um 1 cm im Schwerefeld der Erde und nur das zaehlt. Letztlich aber kommt es auf dasselbe hinaus, bzw. die pot. Energie von meinethalben einem Meter Hoehengewinn von 100 kg *10 m/^2 *1m = 1000 Joule muss er reinstecken, ok.

a) 250 N an der rechten Pobacke + 250 N an der linken Pobacke
+ 250 N am rechten Arm + 250 N am linken Arm macht 1000
N total.

neee

Wirklich nicht :wink: ? Dann guck mal hier, was der Mann noch
alles kann:

http://mitglied.lycos.de/SabinchenM/

Mit e,f und g ist alles in Ordnung.
Wo e aehnlich erscheint wie b, nur das da keine feste Rolle ist, sondern eine lose Rolle. Und da liegt ein Haken.

Allerdings ein praktischer Haken. Wuerde im Punkt y nicht er halten, sondern ein Aussenstehender, so muesste dieser mit 1000 N rechts nach unten ziehen fuer stabile Lage. Und ueber diesen Haken bin ich gestolpert, erhielt ein ganz anderes Bild, welche Kraefte von wo und warum halten.

Nun aber zu deinem Bild c: Wuerde er nicht einer Hand rechts halten, sondern waere das Seilende rechts unten am Erdboden festgemacht, so wuerde der Erdboden mit 500 N halten, diese Kraft wuerde ueber die feste Rolle oben umgelenkt und sowohl die Decke ueber das Seil ganz links als auch das ueber die Rolle kommende Seil wuerden mit 500 N halten. Nun haelt Dein Mann aber im Bild c das Seil, welches rechts ueber die Rolle faellt. Im Gleichgewicht, dass das Seil nicht unter seinem A**** durchrutscht muessten 500 N durch die Decke ganz links gehalten werden und 500 N durch die bzw. ueber die Rolle auch an die Decke. In Deinem Bild muesste der Mann dann ganz rechts mit 250 Newton halten, um auf 500 Newton zu kommen fuer das Seilende an Zugkraft, das rechts unter seien Po zur Rolle hochgeht. Also 500 und 500 jeweils links und rechts des Po´s, statt 333 und 333. Die 500 rechts aber teilen sich wieder auf auf 250 und 250, wie a) und b) aehnlich. Die 333 ganz links ist daher nun wirklich falsch. Und da siehst Du, dass Deine Darstellung irrefuehrend ist, und daher mich und Dich in die Falle lockte. :smile:

Ohne Bild c) haette ich evtl. eher Deine Darstellung verstanden bzw. so interpretiert, wie Du es meintest. So haben wir eine Weile aneinander teils vorbei geredet und teils beide wirklich geirrt. Denn wenn das Seil vom Po rechts zur Rolle hoch 333 GK aufnimmt und an ihm ganz rechts noch zuzueglich mit 333 gezogen wird, so stuende es unter einer Zugspannung von 666 und damit waere kein Gleichgewicht unter dem Hintern, da Du ganz links ebenfalls nur 333 schreibst, Bild c) ist daher falsch bzw. zeigt keine stabile, sondern eine beschleunigende Situation.

Noch mal Bild c: Ich gebe die Zugspannungen an, unter denen die drei Seilstuecke von links nach rechts jeweils stehen: 500 links, 500 mittig und 250 rechts, dass sind also die Spannungen, wie die Seile belastet werden. Tragen tun ganz links und mittig die beiden Seile jeweils die GK von 1000 jeweils mit 500.

Bild a, hier stehen alle Seile unter einer Zugspannung von 500 N, links und rechts ziehen jeweils 250 (um die „bilder“ abzugleichen)

Bild d: Hier meine ich wieder einen Fehler bei Dir zu sehen. Geht los: Die beiden Seilenden ausgehend von der Schlaufe unter dem Hintern stehen wieder mit 500 N unter Zugspannung. Wie bei Bild a). Das kommt daher, weil von der Schlaufe ausgehend mit jeweils 250 gezogen wird auf die beiden Seilteilstuecke ueber die Rolle und rechts die Hand mit 250 nach unten zieht und der Erdboden am anderen Teilsteuck ebenfalls mit 250 belastet wird, wie bei a) quasi. Er kann sich aber anders als bei a mit nur einer Zugkraft von 250 N an dem einen Seilende rechts im Gleichgewicht halten.

Siehe bitte hier auch hier:

http://www.gymipro.de/Physik/feste-rolle.htm

http://www.gymipro.de/Physik/lose-rolle.htm

Viele geduldige Grüße zurück, Peter *zwinker*

PS: Du glaubst doch nicht etwa, bloß weil der Arm des Manns
waagerecht gemalt ist, überträgt er keine Vertikalkraft??? Ja,
wenn der Mann wirklich seine Arme so „radial“
rausstrecken würde, dann würde er nicht so aufrecht bleiben,
sondern sich in irgendeine Schräglage pendeln, bis kein
Gesamtdrehmoment mehr auf ihn wirken würde. Mir ist völlig
klar, daß meine Skizze beispielsweise im Fall f) unter diesem
Aspekt unrealistisch ist: Der Schwerpunkt (= Angreifpunkt der
Gewichtskraft) eines Manns aus Fleisch und Blut, der sich mit
der rechten Hand an ein Seil klammert, würde sich im
Statik-Gleichgewichtsfall genau unter seiner rechten Hand
befinden. Also: Bitte den Mann nicht als starren Körper
betrachten; es sollen nur Kräfte wirken, aber keine
Drehmomente.

nein, das meinte ich nicht :smile:

16

Hallo lego,

Naja, ok, ich glaube mittlerweile, dass wir um einen Fehler in
der Darstellung der Kraefte streiten bzw. die Darstellungen
anders interpretieren.

da bin ich aber gespannt…

Hmm, das Bild ist falsch bzw. leicht missverstaendlich oder
irrefuehrend,

Ach ja?

er arbeitet, wenn er seine Gewichts-Kraft (GK)
gleichmaessig verteilt, links und rechts. Du kannst doch nicht
Deine Gewichtsarbeit betrachten zum Punkt, wo er festhaelt, um
die gehobene Strecke zu erhalten. Du hebst links um 1 cm im
Schwerefeld der Erde und nur das zaehlt. Letztlich aber kommt
es auf dasselbe hinaus, bzw. die pot. Energie von meinethalben
einem Meter Hoehengewinn von 100 kg *10 m/^2 *1m = 1000 Joule
muss er reinstecken, ok.

Hievt sich der Mann im Bild a) (Vorsicht: das Bild ist extrem"mißverständlich") um 1 m im Schwerefeld nach oben, so gewinnt er 1000 J potentielle Energie. An Arbeit muß er pro Arm 250 N * 2 m aufwenden (250 N weil ein Arm mit dieser Kraft am Seil zieht; 2 m, weil er sich relativ zu einem auf dem Seil befindlichen Fleck Fliegendreck soviel bewegt). Sein Gesamt-Arbeitsaufwand ist – da er zwei Arme hat – das Doppelte davon, also 1000 J.

Mit e,f und g ist alles in Ordnung.

Prima.

Wo e aehnlich erscheint wie b, nur das da keine feste Rolle
ist, sondern eine lose Rolle. Und da liegt ein Haken.

Nur bei a), c) und d) gibt es lose Rollen. Denn der Hintern des Manns fungiert als lose Rolle.

Allerdings ein praktischer Haken. Wuerde im Punkt y nicht er
halten, sondern ein Aussenstehender, so muesste dieser mit
1000 N rechts nach unten ziehen fuer stabile Lage. Und ueber
diesen Haken bin ich gestolpert, erhielt ein ganz anderes
Bild, welche Kraefte von wo und warum halten.

Es sei der dezente Hinweis gestattet, daß weder im Ursprungsposting dieses Threads von einem Außenstehenden die Rede war, noch ein solcher in irgendeinem meiner Bilder sein Unwesen treibt. Wenn ich mich in Zukunft auf Bild x) beziehe, dann meine ich das, was Bild x) zeigt, nicht das, was wäre, wenn darin weitere Objekte oder Personen herumfuhrwerken würden. Ist das OK für Dich?

Nun aber zu deinem Bild c: Wuerde er nicht einer Hand rechts
halten, sondern waere das Seilende rechts unten am Erdboden
festgemacht,

…dann wäre die Sache so einfach, daß sie wirklich jeder Achtklässler kapiert.

Nun haelt Dein Mann aber im Bild c das Seil,

…womit eine ganz andere Situation vorliegt.

Im Gleichgewicht, dass das Seil nicht unter seinem
A**** durchrutscht

Das Seil rutscht durch. Der A**** ist eine lose Rolle.

muessten 500 N durch die Decke ganz links
gehalten werden und 500 N durch die bzw. ueber die Rolle auch
an die Decke. In Deinem Bild muesste der Mann dann ganz rechts
mit 250 Newton halten, um auf 500 Newton zu kommen fuer das
Seilende an Zugkraft, das rechts unter seien Po zur Rolle
hochgeht. Also 500 und 500 jeweils links und rechts des Po´s,
statt 333 und 333. Die 500 rechts aber teilen sich wieder auf
auf 250 und 250, wie a) und b) aehnlich. Die 333 ganz links
ist daher nun wirklich falsch.

In meinen Bildern ist nicht das Geringste falsch.

Und da siehst Du, dass Deine Darstellung irrefuehrend ist

Nö, lego, damit kommst Du nicht durch. Du hast lange gebraucht, um zu raffen, daß es nicht dasselbe ist, ob der Mann von b) so da hängt, wie es Bild b) unmißverständlich zeigt, oder ob er das Seil losläßt und ein weiterer Mann dafür rechts am Seil zieht. Deine Ablenkungsversuche in Ehren, aber „irreführende Darstellungen“ laß ich mir nicht unterjubeln. Meine Skizzen sind nämlich klar und unmißverständlich. Die rote Linie ist ein Seil. Die roten Kleckse unten sind die Seilknäuel. Das Seil gleitet reibungsfrei über die Stange und reibungsfrei unter dem Hintern des Manns durch. Die Stange ist an der Decke verankert. Wo der Mann ist, ist klar. Er bewegt sich nicht (Statik). Die Punkte am Ende der Arme sind die Hände des Manns. Ein Hand-Punkt „auf“ einem Seil bedeutet, daß der Mann das Seil dort mit dieser Hand umklammert. – Wenn Du etwas konkret an meinen Bildern mißverständlich findest, dann sag es mir bitte. Damit ich sie verbessern kann. Alles andere ist Unfug.

Ohne Bild c) haette ich evtl. eher Deine Darstellung
verstanden bzw. so interpretiert, wie Du es meintest. So haben
wir eine Weile aneinander teils vorbei geredet und teils beide
wirklich geirrt.

Ich habe mich bis jetzt in keinem einzigen Punkt geirrt. Alle Angaben in allen Bildern sind korrekt.

Denn wenn das Seil vom Po rechts zur Rolle
hoch 333 GK aufnimmt und an ihm ganz rechts noch zuzueglich
mit 333 gezogen wird, so stuende es unter einer Zugspannung
von 666

In meinen Bildern geben die grünen Zahlen auf den Seilen einfach bloß die Zugspannungen an, die dort, wo die Zahlen stehen, herrschen. Ist das mißverständlich?

und damit waere kein Gleichgewicht unter dem Hintern,
da Du ganz links ebenfalls nur 333 schreibst, Bild c) ist
daher falsch bzw. zeigt keine stabile, sondern eine
beschleunigende Situation.

Bild c) ist genauso richtig wie alle anderen.

Noch mal Bild c: Ich gebe die Zugspannungen an, unter denen
die drei Seilstuecke von links nach rechts jeweils stehen: 500
links, 500 mittig und 250 rechts,

Mhh, Du würdest also nicht sagen, daß die Zugspannung in dem gesamten Seil von der Hand bis zur linken Deckenaufhängung überall gleich sein muß?

dass sind also die
Spannungen, wie die Seile belastet werden. Tragen tun ganz
links und mittig die beiden Seile jeweils die GK von 1000
jeweils mit 500.

Zwei Seile „jeweils mit 500“ macht bei mir zusammen 1000 nach oben. Zusammen mit 1000 GK nach unten ergibt das bei mir Kräftegleichgewicht (Statik). 10 Zeilen weiter oben sprachst Du allerdings noch davon, daß Bild c) eine beschleunigende Situation zeigt. Paßt das irgendwie zusammen?

Bild a, hier stehen alle Seile unter einer Zugspannung von 500
N, links und rechts ziehen jeweils 250 (um die „bilder“
abzugleichen)

Wozu müssen die Bilder abgeglichen werden? Ist Bild a) auch falsch?

Bild d: Hier meine ich wieder einen Fehler bei Dir zu sehen.

Auch Bild d) ist korrekt.

Geht los: Die beiden Seilenden ausgehend von der Schlaufe
unter dem Hintern stehen wieder mit 500 N unter Zugspannung.

Schon falsch. So kannst Du einfach nicht anfangen. Der Mann faßt mit einer Hand das Seil an (Darstellung verständlich?) und er drückt es mit irgendeiner – zunächst unbekannten – Kraft nach unten. Dazu gleichwertig ist die Aussage, daß ihn das Seil mit eben dieser Kraft nach oben zieht (actio=reactio). Das mußt Du doch berücksichtigen. Guck Dir doch mal e) an. Da kannst Du Deine Argumentation auch nicht anfangen mit „Also GK ist 1000, deshalb steht das Seil um den Brustkorb unter 1000 N Spannung…“. Weil Du beachten mußt, daß das Luftballonseil mit 0.001 N nach oben zieht.

Wie bei Bild a). Das kommt daher, weil von der Schlaufe
ausgehend mit jeweils 250 gezogen wird auf die beiden
Seilteilstuecke ueber die Rolle und rechts die Hand mit 250
nach unten zieht und der Erdboden am anderen Teilsteuck
ebenfalls mit 250 belastet wird, wie bei a) quasi.

Bei a) wird kein Erdboden belastet.

Gute Nacht
Martin

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17

Hallo Lego,

zieht er mit der jeweiligen hand am seilteilstueck1 und am
seilteilstueck 2 rechts der rolle jeweils um die strecke d
nach unten, so zieht er sich um die selbe strecke d nach oben.

Das stimmt doch gar nicht… er zieht sich nur um d/2 nach oben…

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18

auch ich gestern geburtstag…
…und daher hoffe ich inständig, dass das hier nicht alles ausgeht wie eine Talkshow bzw. das hornberger Schießen.
Diese Mensch zieht mit jeder Hand 25kp bzw. ca. 250N, wenndie reibung entfällt. Dadran ändern auch keine Skizzen oder ewige Texte was.

19

Hallo Martin,

Hmm, das Bild ist falsch bzw. leicht missverstaendlich oder
irrefuehrend,

Ach ja?

Ja :smile:,

er arbeitet, wenn er seine Gewichts-Kraft (GK)
gleichmaessig verteilt, links und rechts. Du kannst doch ::nicht
Deine Gewichtsarbeit betrachten zum Punkt, wo er festhaelt, ::um
die gehobene Strecke zu erhalten. Du hebst links um 1 cm im
Schwerefeld der Erde und nur das zaehlt. Letztlich aber ::kommt
es auf dasselbe hinaus, bzw. die pot. Energie von ::meinethalben
einem Meter Hoehengewinn von 100 kg *10 m/^2 *1m = 1000 ::Joule
muss er reinstecken, ok.

Hievt sich der Mann im Bild a) (Vorsicht: das Bild ist
extrem"mißverständlich") um 1 m im Schwerefeld nach
oben, so gewinnt er 1000 J potentielle Energie. An Arbeit muß
er pro Arm 250 N * 2 m aufwenden (250 N weil ein Arm mit
dieser Kraft am Seil zieht; 2 m, weil er sich relativ zu :einem
auf dem Seil befindlichen Fleck Fliegendreck soviel bewegt).
Sein Gesamt-Arbeitsaufwand ist – da er zwei Arme hat – das
Doppelte davon, also 1000 J.

Ja, so meinte ich es mittlerweile auch, da habe ich mich geirrt und obiger Text von mir entspricht Deiner Rechnung.

Mit e,f und g ist alles in Ordnung.

Prima.

Wo e aehnlich erscheint wie b, nur das da keine feste Rolle
ist, sondern eine lose Rolle. Und da liegt ein Haken.

Nur bei a), c) und d) gibt es lose Rollen. Denn der Hintern
des Manns fungiert als lose Rolle.

Wenn der Herr bei a) gleichmaessig zieht mit beiden Armen an beiden rechts nach unten haengenden Seilenden, und davon gingen wir bisher aus, ist es bei a) keine lose Rolle, sondern ebenso wie bei b) eine feste Rolle. c) und d) haben lose Rollen, ja! Bei e) ist es schon richtig, dass es gar keine Rolle gibt im eigentlichen Sinne. Waere der Luftballon aber direkt verbunden als Schlaufe um den Hintern mit den Seil, und so wollte ich es sehen, waere es eine. Aber das ist jetzt streiten um des Kaisers Bart.

Allerdings ein praktischer Haken. Wuerde im Punkt y nicht er
halten, sondern ein Aussenstehender, so muesste dieser mit
1000 N rechts nach unten ziehen fuer stabile Lage. Und ueber
diesen Haken bin ich gestolpert, erhielt ein ganz anderes
Bild, welche Kraefte von wo und warum halten.

Es sei der dezente Hinweis gestattet, daß weder im
Ursprungsposting dieses Threads von einem Außenstehenden die
Rede war, noch ein solcher in irgendeinem meiner Bilder sein
Unwesen treibt. Wenn ich mich in Zukunft auf Bild x) beziehe,
dann meine ich das, was Bild x) zeigt, nicht das, was wäre,
wenn darin weitere Objekte oder Personen herumfuhrwerken
würden. Ist das OK für Dich?

Ja, natuerlich ist das ok fuer mich, ich schrieb doch: „Allerdings ein praktischer Haken“. Diskussionen entwickeln sich weg von einer Ursprungssache und ich schrieb, ueber welchen praktischen Haken ich unter anderem gestolpert bin :smile:

Nun aber zu deinem Bild c: Wuerde er nicht einer Hand rechts
halten, sondern waere das Seilende rechts unten am Erdboden
festgemacht,

…dann wäre die Sache so einfach, daß sie wirklich jeder
Achtklässler kapiert.

Nicht jeder, aber das sind Haarspaltereien jetzt. Ich gehe ja auf etwas ganz anderes in Deinem Posting ein, denn auf ein festgemachtes Seil am Boden.

Nun haelt Dein Mann aber im Bild c das Seil,

…womit eine ganz andere Situation vorliegt.

Im Gleichgewicht, dass das Seil nicht unter seinem
A**** durchrutscht

Das Seil rutscht durch. Der A**** ist eine lose Rolle.

Seilende an Zugkraft, das rechts unter seien Po zur Rolle
hochgeht. Also 500 und 500 jeweils links und rechts des ::stuck_out_tongue:o´s,
statt 333 und 333. Die 500 rechts aber teilen sich wieder ::auf
auf 250 und 250, wie a) und b) aehnlich. Die 333 ganz links
ist daher nun wirklich falsch.

Das ist schlicht Unsinn von mir, ich bin imho zur Zeit schlicht physisch ueberarbeitet, bin wieder am MPG-IPP und wir bauen den Plasi am Hausvogteiplatz ab und in Adlershof wider auf. Der geistig verbliebene Rest wird von der Familie mehr als aufgeraucht zur Zeit.

In meinen Bildern ist nicht das Geringste falsch.

Yep, das sehe ich jetzt ein. Danke fuer die Geduld mit meiner Blindheit.

Und da siehst Du, dass Deine Darstellung irrefuehrend ist

Nö, lego, damit kommst Du nicht durch.

In der Sache nicht, ja.

Du hast lange
gebraucht, um zu raffen, daß es nicht dasselbe ist, ob der
Mann von b) so da hängt, wie es Bild b) unmißverständlich
zeigt, oder ob er das Seil losläßt und ein weiterer Mann :dafür
rechts am Seil zieht.

Ja.

Deine Ablenkungsversuche in Ehren,

Nein, da war kein Ablenkungsversuch von mir in solcher Intention als Ablenkung.

Denn wenn das Seil vom Po rechts zur Rolle
hoch 333 GK aufnimmt und an ihm ganz rechts noch zuzueglich
mit 333 gezogen wird, so stuende es unter einer Zugspannung
von 666

In meinen Bildern geben die grünen Zahlen auf den Seilen
einfach bloß die Zugspannungen an, die dort, wo die Zahlen
stehen, herrschen. Ist das mißverständlich?

Es war fuer mich missverstaendlich.

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links, 500 mittig und 250 rechts,

Mhh, Du würdest also nicht sagen, daß die Zugspannung in dem
gesamten Seil von der Hand bis zur linken Deckenaufhängung
überall gleich sein muß?

Doch, genau das wuerde ich sagen *rotwerd*

dass sind also die
Spannungen, wie die Seile belastet werden. Tragen tun ganz
links und mittig die beiden Seile jeweils die GK von 1000
jeweils mit 500.

Zwei Seile „jeweils mit 500“ macht bei mir zusammen 1000 nach
oben. Zusammen mit 1000 GK nach unten ergibt das bei mir
Kräftegleichgewicht (Statik). 10 Zeilen weiter oben sprachst
Du allerdings noch davon, daß Bild c) eine beschleunigende
Situation zeigt. Paßt das irgendwie zusammen?

Ja. Indem erster Satz von Dir ok ist und ich immer so meinte, aber der zweite Satz in diesem Absatz von Dir sich auf einen Irrtum von mir bezieht mit einer anderen, nichtstatitischen, Kraftverteilung. *immernochrot*

Na gut, vielen Dank fuer Augen oeffen und Geduld, ein Sternchen fuer Recht in der Sache und ein Sternchen fuer die Muehe und Geduld und Augen oeffnen.

Ausgebrannt, muss jetzt noch Behoerdenbriefe schreiben und morgen in der Fruehe wieder ne massive und 3 Meter lange „Plasmakanone“ montieren *g*,

viele Gruesse, Peter

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Hallo Oliver,

zieht er mit der jeweiligen hand am seilteilstueck1 und am
seilteilstueck 2 rechts der rolle jeweils um die strecke d
nach unten, so zieht er sich um die selbe strecke d nach oben.

Das stimmt doch gar nicht… er zieht sich nur um d/2 nach
oben…

Ja, ich irrte, siehe auch tiefer, viele Gruesse, Peter