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Aufgabe zu Kolbendruck und Hebelgesetz

Frage: Aufgabe zu Kolbendruck und Hebelgesetz
(8 Antworten)

 
Hallo Physik-Freaks,

folgende Aufgabe bereitet mir zur Zeit "Kopfzerbrechen"! Welcher "Physik-Begnadete" schaut mal kurz über die Aufgabe drüber und gibt mir einen genialen Tipp?

Folgende Fragestellung:

Bei einem Kran wird der Ausleger über eine hydraulische Anlage bewegt.
Der Pumpkolben hat eine Fläche von 0,3 qcm (=cm*2), die zwei Arbeitskolben haben je 8 cm Durchmesser. Der Ausleger ist ein einseitiger Hebel, der Befestigungspunkt der Arbeitskolben ist 1/3 vom Drehpunkt entfernt.

a) Bestimme den Druck in der Hydraulikflüssigkeit, wenn auf den Pumpkolpen eine Kraft von 750 N wirkt.

geg: F(P) = Kraft Pumpkolben = 750 N
A(P)= Fläche des Pumpkolpen = 0,3 cm*2

p = F(P) / A(P)
p = 750 N / (0,3 cm*2) umwandeln in m*2
(1 m = 100 cm; 1 m*2 = 100 * 100 cm*2 = 10.000 cm*2)
p = 750 N * 10.000 / (0,3 * 10.000 m*2) d.h. Zähler + Nenner erweitert mit 10.000
p = 25.000.000 N/m*2 = Pa (Pascal)
p = 25.000 kPa
p = 250 bar

Ist das wirklich das Ergebnis?

b) Welche Last kann mit diesem Kran höchstens angehoben werden?

F(P) / A (P) = F (A) / A (A)
F (P) = 750 N; A (P) = 0,3 cm*2
Fläche Arbeitskolpen: 2 x 8 cm Durchmesser (d)
Fläche eines Kreises A = pi * d = 3,14 * 2 * 8 = ca. 50 cm*2
A (A) = 50 cm*2
auflösen nach F (A) obige Formel ( A(A) auf andere Seite:
F(A) = F(P) * A(A) / A(P)
F(A) = 750 N * 50 cm*2 / 0,3 cm*2
F(A) = 125.000 N

F = m * g ; g= 9,81 N/kg
m = 125.000 N / (9,81 N/kg)
F(A) = 12.742 kg = 12,742 to

War`s das?

Liege ich richtig o d e r total daneben?
Die Angaben "einseitiger Hebel" und "Befestigungspunkt 1/3" habe ich einfach - besseres Wissens - ignoriert!

Wer löst meine "Lochness-Nebel" auf? Wie gesagt, Physik ist nicht wirklich mein Leben bzw. meine Lieblingsbaustelle.

Meldet Euch - Physik-Cracks. 1.000-Dank!

Viele hoffnungsvolle Grüße

von merzi3
GAST stellte diese Frage am 09.04.2008 - 23:49


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96
Antwort von Double-T | 10.04.2008 - 00:16
Unübersichtlich ist es bei dir etwas, weil du "*" sowohl als "hoch" als auch als "mal" annimmst.

hoch = ^
mal = *

a)
Warum erweiterst du um 10000?
p = F/A = 750/(3*10^-5) N/m² = 250*10^5 N/m² = 250 bar.
Ist bloß weniger umständlich.

b)

Zitat:
Fläche eines Kreises A = pi * d

Fläche eines Kreises: A = pi*r² = pi*d²/4
Die Folgefehler sollten von dir behoben werden.

Zitat:
Die Angaben "einseitiger Hebel" und "Befestigungspunkt 1/3" habe ich einfach - besseres Wissens - ignoriert!

Was du errechnet hast, ist die Kraft, die die Kolben aufbringen können.
Dadurch, dass es ein Einseitiger Hebel ist, hat er ein festes Ende.
Die Hebelgesetze müsstest du jetzt noch anwenden.
[Kraft*Kraftarm = Last*Lastarm]
Mit dem Verhältnis von [ (1/3) zu (2/3) ] sollte das machbar sein.

 
Antwort von GAST | 10.04.2008 - 00:24
Vielen Dank für die Hinweise!
a) Formatierung "Dächle" - durch welche Tastenkombination schaffe ich das?

b) Hebelgesetze: Befestigungspunkt ist 1/3 vom Arbeitskolben entfernt. Wie setze ich Deinen Hinweis um? Ist Aufgabe a) von mir korrekt gelöst?
Was ändert sich ev. in Teilaufgabe b)?
Stehe - wie im Volksmund - total auf dem Schlauch!


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Beiträge 6266
96
Antwort von Double-T | 10.04.2008 - 00:30
a) links neben der 1 [unterhalb von esc]
einmal drücken und einfach weiter schreiben.

b) Deine Ansätze von a sind richtig, allerding beträgt die Gesamtfläche dadurch rund 100cm².
[A_ges = 2 * pi*(8cm)²/4 = 100,5cm²]

Zitat:
Was ändert sich ev. in Teilaufgabe b)?

Das Ergebnis.
"F(A) = F(P) * A(A) / A(P)" ist allerdings korrekt.

Zitat:
Wie setze ich Deinen Hinweis um?

Sind dir die Hebelgesetze nicht bekannt?
Links und Rechts vom Drehpunkt muss die gleiche Kraft wirken.
Du kannst also nur ein Drittel der hydraulischen Kraft mit dem Kran aufbringen.

 
Antwort von GAST | 10.04.2008 - 00:35
Vielen Dank! Schaue mir die Hebel`schen Gesetze noch mal an.

Letzte Frage: Wie bekomme ich einen Kasten "Zitat" (wie bei dDeiner Antwort)zustande?

Antwort ist für einen guten Zweck - vielleicht kann ich das verwenden, wenn ich mal jemand anderst helfen kann (wahscheinlich jedoch nicht auf dem Gebiet Pysik).


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96
Antwort von Double-T | 10.04.2008 - 00:39
Hebel`sche Gesetze?
Hebelgesetze = Gesetze, die die Vorgänge eines Hebels beschreiben.

Zitat:
Letzte Frage: Wie bekomme ich einen Kasten "Zitat" (wie bei dDeiner Antwort)zustande?


http://www.e-hausaufgaben.de/faq.php#70

 
Antwort von GAST | 10.04.2008 - 00:45
"Den Lacher habe ich verdient!" - Beim Eingeben in der Suchmaschine hab ich`s noch rechtzeitig gemerkt und habe den Begriff nochmals in Deiner Antwort nachgeschaut!

Aller Antfang ist schwer! - dennoch vielen Dank für die Anlaufunterstützung. Tschau! (^)


Autor
Beiträge 40275
2102
Antwort von matata | 10.04.2008 - 00:46
Hebelgesetz

http://www.walter-fendt.de/ph14d/hebel.htm

http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph08/m08_hebel.htm

http://leifi.physik.uni-muenchen.de/seiten/inhalt_gebiete.htm
________________________
 e-Hausaufgaben.de - Team

 
Antwort von GAST | 10.04.2008 - 01:08
Hallo douple-T

Zitat:
Vielen Dank - kann Dich weiter empfehlen!


Um die 20- Zeichenregel zu umgehen, hier einfach noch ein paar schöne, weder anregend noch anzügliche Adjektive und vieles mehr...

Super, hat geklappt. Tschau.

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