Mechatronik Modul 2 - ADAM - Leonardo da Vinci Projects and ...

Beispiel
Beispiel
Grundlagen
Minos
Wird ein Körper senkrecht nach oben verschoben, so wird eine Hubarbeit
verrichtet. Hier kann die Kraft durch die Gewichtskraft ersetzt werden.
Für die Berechnung der Gewichtskraft kann wiederum die Masse
des Körpers und die Schwerebeschleunigung der Erde herangezogen
werden. Der zurückgelegte Weg entspricht dabei der Höhe, um die der
Körper angehoben wird.
W = F G · h
W = m · g · h
Ein Lastenaufzug hat eine Gesamtmasse von 1000 kg. Er soll 25 m in
die Höhe gehoben werden. Wie groß ist die zu verrichtende Hubarbeit?
W = m · g · h
W = 1000 kg · 9,81 m/s 2 · 25 m
W = 245,25 kJ
Beim Spannen einer Feder nimmt die Kraft zum Spannen mit der Spannweg
zu. Bei einer idealen Feder steigt die Spannkraft dabei proportional
zum Spannweg.
Die zum Spannen der Feder erforderliche mittlere Kraft ist deshalb genau
halb so groß wie die maximale Kraft am Ende des Spannweges.
Dadurch ergibt sich folgende Berechnung:
W = 1/2 · F max · s
An einem Sportgerät kann trainiert werden, indem eine Feder gespannt
wird. Der Spannweg beträgt 0,6 m. Die notwendige Kraft für diesen
Spannweg beträgt 400 N. Die Übung soll 50 Mal wiederholt werden.
Welche Arbeit muss dabei verrichtet werden?
W = 1/2 · F max · s
W = 1/2 · 400 N · 0,6 m
W = 120 J
Um die Feder einmal zu spannen wird eine Arbeit von 120 J verrichtet.
Für das 50 fache spannen wird demzufolge eine Arbeit von
W = 50 · 120 J
W = 6000 J = 6 kJ
verrichtet.
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