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Aufgabe

Tauziehen

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

Joachim Herz Stiftung
Abb. 1

An einem Tau ziehen Max mit F1 = 530 N und Hans mit F2 = 520 N nach links und Susi mit F3 = 280 N, Gertrud mit F4 = 320 N und Uli mit F5 = 450 N nach rechts.

a)Berechne, welches Team den Wettkampf gewinnt.

b)Berechne, welche Kraft das Seil dabei aushalten muss.

c)Das Seil wird am rechten Ende in einen Haken eingehängt, am linken Ende ziehen nur noch Max und Hans mit den Kräften wie oben. Berechne, welche Kraft das Seil jetzt aushalten muss.

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a)Für das linke Team gilt: Flinks = F1 + F2;      Flinks = 530 N + 520 N = 1050 N;

Für das rechte Team gilt: Frechts = F3 + F4 + F5     Frechts = 280 N + 320 N + 450 N = 1050 N;

Der Wettkampf endet unentschieden, da der Betrag der nach links ziehenden Kraft gleich dem Betrag der nach rechts ziehenden Kraft ist. Die resultierende Kraft ist also Null!

b)Das Seil muss weder die Kraft 0 N (wegen resultierender Kraft gleich Null) noch 2·1050 N = 2100 N (wegen links 1050 N und rechts 1050 N) aushalten sondern 1050 N. Bitte deine(n) Lehrer(in), dass er dir dies im Experiment zeigt, indem er das Seil auftrennt und einen Kraftmesser einbaut.

c)Der Haken übernimmt die Funktion der rechten Mannschaft. Das Seil muss wie bei Teilaufgabe b) 1050 N aushalten.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Mechanik

Kräfteaddition und -zerlegung