Gewichtskraft Last für 2

Question

Aufgabe:

Kind 2 bekam die folgende Frage heute in einer Physik-Kuko gestellt. Vorher wurde zwar F_G = m·g behandelt, aber nicht der folgende Fall; die Schüler sollten logisch ableiten.

Zwei Wanderer tragen gemeinsam eine schwere Tasche. Ein ihnen zufällig begegnender Physiker gibt ihnen den Tipp, so nah wie möglich beieinander zu gehen. Warum?

Problem/Ansatz:

Kind 2 schrieb, dass die aufzuwendende Kraft geringer ist, je senkrechter über dem Gewicht getragen wird. Stimmt, das ist Alltagswissen (Hanteln sind desto schwerer zu halten, je weiter man den tragenden Arm hebt; auf der Wippe rutscht der Schwerere weiter nach innen, damit sich ein Gleichgewicht einstellt).

Aber warum genau ist das so? Ich habe im Hinterkopf Hebelgesetz, Kraftarm, Lastarm ... Passt das? Und wie lässt es sich für ein 12-jähriges Kind am Beispiel der zu zweit getragenen Last anschaulich vermitteln?

Comments

Super, von ganzem Herzen danke für die anschauliche Erklärung, das kann ich meinem Kind gut zeigen.

---

Könnte ich bitte auch noch eine Legende für die Buchstabenbedeutungen in der Skizze bekommen?

Answer 1

Hallo

mit Hebelgesetz hat das wenig zu tun. Es geht darum dass Kräfte Vektoren sind, die sich wie Vektoren addieren, für kids wie Wege, wenn ich einen Weg geradeaus zerlege in einen Weg schräg nach rechts+ einen schräg nach links (verglichen mit den 2 Kräften schräg nach oben recht und links) dann ist der Gesamtweg viel größer als der direkte Weg.

2. andere Weg, die schräge Kraft zieht nach rechts und nach oben, der andere muss dann dagegen nach links ziehen und nach oben, nach oben tragen sie das Gewicht, nach links und rechts ziehen sie einfach gegeneinander.

3. lass die 2 Träger erst mal an einem Seil ziehen, mit mittlerer Kraft, dann hänge in der Mitte ein Geeicht an, jetzt müssen sie das zusätzlich halten.

Folgerung, je weniger sie gegeneinander ziehen desto besser.

dazu die Zeichnung; rot nach unten das Gewicht, nach oben die Gegenkraft der Tragenden. blau der eine grün der andere. der blaue noch zerlegt in waagerechten und senkrechten Anteil der Kraft.

Gruß lul