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4. (a) Ändere die Größe des Rades durch den Einsatz längerer und kürzerer Stäbe und wiederhole das Experiment.
(b) Wie verhalten sich die anderen Stäbe im Vergleich zum blauen Stab?
(c) Lässt sich der Eimer leichter oder schwerer hochziehen?
(d) Was sagt das über den
Einfluss der Größe
des Rades auf die zu
leistende Arbeit?
Anwendung
Bitten Sie ihre Schüler, Vor- und Nachteile
der beiden Achsen und der unterschiedlichen
Radgrößen in ihre Hefte zu übernehmen.
In welchen Situationen wären die
unterschiedlichen Größen angemessen?
Die Schüler sollen entscheiden, welche
Kombination von Rad und Achse den
Eimer am leichtesten anheben lässt.
Bitten Sie die Schüler, andere Rad- und Achsen-Größen zu testen, um damit ihre Erkenntnisse zu überprüfen..
Die Schüler sollten erkennen, dass der Einsatz längerer Stäbe am Rad, das Drehen
der Achse erleichtert. Kürzere Stäbe erschweren das Drehen der Achse. Wenn ihre
Klass den Hebel bereits kennengelernt hat, können sie erklären, dass Rad und Achse
genauso arbeiten wie ein Hebel, der sich dreht und knüpfen sie an ihre Kenntnisse
über die Auswirkung eines Hebelarms auf die geleistete Arbeit an.
Die kleine Achse lässt sich leichter drehen, es erfordert aber mehr
Umdrehungen, das Objekt zu heben. Die große Achse benötigt
weniger Umdrehungen, fordert aber einen höheren Kraftaufwand für
die Drehung. Je größer das Rad, desto leichter ist es, die Achse zu
drehen, muss aber über eine größere Strecke bewegt werden.
Wenn sie etwas Schweres heben müssten, würden sie besser eine
kleine Achse einsetzen, weil sich das Rad leichter drehen lässt.
Eine große Achse würden sie nehmen, wenn etwas, das nicht sehr
schwer ist, schnell angehoben werden soll.
Das größte Rad und die kleinste Achse.
Weiterführend
1. (a) Verwenden Sie eine Federwaage, um die Kraft zu messen, die für das Anheben des Eimers in den
unterschiedlichen Situationen aufgewendet wird. Befestigen Sie die Waage am Becher, um die Kraft zu messen,
die Sie brauchen, um ihn ohne Rad und Achsen-Mechanismus am Brunnen zu heben.
(b) Klicken Sie einen grauen Verbinder an das Ende des blauen Stabes, der als Kurbel (Griff) des Brunnens dient.
Haken Sie die Federwaage an den grauen Verbinder. Ziehen Sie die Federwaage gerade nach oben und heben
Sie damit den Hebel in jeder der verschiedenen Anwendungen.
(c) Notieren und vergleichen Sie die unterschiedlichen Messwerte. Bestimmen Sie damit, welches System den
kleinsten und welchen den größten Kraftaufwand fordert. Erklären Sie die Antworten.
(d) Berechnen Sie die Arbeit, die mit dieser einfachen Maschine geleistet wurde. Dies kann mit folgender
Formel erfolgen:
Arbeitsleistung = Gewicht des Eimers X bewegte Strecke (Weg)
EINFÜHRUNG EINFACHE MASCHINEN
RÄDER & ACHSEN und GENEIGTE EBENEN
Education
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