Die Gewichtskraft teilt sich gleichmäßig auf: Einmal auf das Seilstück, das mit der Decke befestigt ist und zum anderen auf das Seilstück, das über die Rolle geführt wird, die an der Decke befestigt ist.
Man kann eine Bilanz aufstellen (s. grüner Kreis):
F + F = m*g;
2*F = m*g;
F = m*g/2 = 80kg*9,81N/kg/2 = 392,4 N;
Da die Kraft durch die Rolle an der Decke (feste Rolle) nur umgelenkt wird, kennt man nun F. F ist die halbe Gewichtskraft.
Die Arbeit berechnet sich gemäß W = F*s. Das heißt die Arbeit ist das Produnkt aus der Kraft und der Strecke entlang der die Kraft wirkt.
Da das Gewicht 3,5m angehoben werden soll gilt: W = m*g*s = 80kg*9,81N/kg*3,5m = 2746,8 J.
Natürlich könnte man auch die Zugkraft zur Berechnung der Arbeit verwenden. Dann muss man aber die Goldene Regel der Mechanik beachten. Zwar wird die Gewichtskraft halbiert, aber man benötigt dafür die doppelte Seilstrecke um das Gewicht anzuheben. Das Ergebnis wäre also das gleiche.
Die lose Rolle ist die, die angehoben wird, wenn man an dem Seil zieht, die feste bleibt da wo sie ist, weil sie irgendwo befestigt ist. Hier im Beispiel ist die feste Rolle an der Decke befestigt.
lg JR
