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Die Schranke am Wanderparkplatz
AFBEin Wanderparkplatz wird mit einer Schranke gesichert. Ihr Balken dreht sich um eine waagerechte Achse auf einem Pfosten. Der lange Teil des Balkens versperrt die Einfahrt: Seine Gewichtskraft von 120 N greift in seiner Mitte an, 1,8 m von der Achse entfernt. Auf der anderen Seite der Achse sitzt 0,60 m von ihr entfernt ein Gegengewicht. Es soll den Balken so ausgleichen, dass er waagerecht im Gleichgewicht ist. Rechne mit \(g = 10\ \tfrac{\text{N}}{\text{kg}}\).
- Nenne den Drehpunkt der Schranke und die beiden Kräfte, die auf verschiedenen Seiten des Drehpunkts am Balken angreifen.Tipp a)Um welchen Punkt dreht sich der Balken beim Öffnen? Welche zwei Gewichtskräfte ziehen links und rechts davon nach unten?
- Gib den Lastarm und den Kraftarm mit Einheit an.Tipp b)Beide Arme werden von der Achse aus gemessen: bis dahin, wo die jeweilige Kraft angreift.
- Berechne die Gewichtskraft, die das Gegengewicht haben muss.Tipp c)Rechne zuerst das Drehmoment des Balkens aus. Auf der Seite des Gegengewichts muss dasselbe Drehmoment entstehen.
- Beim neuen Modell soll das Gegengewicht nur noch 0,45 m von der Achse entfernt sitzen, damit es nicht so weit herausragt. Bestimme die Masse, die das Gegengewicht dann haben muss.Tipp d)Das Drehmoment des Balkens bleibt 216 Nm. Teile es durch den neuen Kraftarm und rechne die Kraft mit \(g\) in eine Masse um.
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Der Treteimer in der Küche
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Der Ziehbrunnen im Freilichtmuseum
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Die Astschere im Obstgarten
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