Versuch 6: Schubkarre - schieben oder ziehen? 03.02.2011, 09:31

Schubkarre, Kräfte, Zeichnung (Vorschaubild/Ausschnitt)

Uli will einen mäßig schweren Schubkarren über eine Treppenstufe wuchten: Er macht es mit einem Trick.

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Ulis Versuche (lies auch bei Versuch 1 nach) 

Schubkarre

Geht Schieben leichter oder Ziehen?

Wie´s geht:
Du willst mit einer beladenen Schubkarre einen Treppenabsatz überwinden. Wenn Du versuchst, die Schubkarre über den Absatz zu schieben, wirst Du es nur mit roher Gewalt schaffen und vielleicht sogar einen platten Reifen riskieren. Besser geht es mit Ziehen. (Noch besser wäre es, über ein schräges Brett zu fahren.)

Schubkarre vor einer Stufe

 

 

 

Was man beobachtet:
Dreht man die Schubkarre um und zieht sie von oben her über den Treppenabsatz, geht´s plötzlich viel leichter. Könntest Du Dir denken, warum?
 

Schubkarre Kraefte beim Schieben und Ziehen

Was dahinter steckt:
Die Erklärung finden wir mithilfe eines Kräfteparallelogramms. Mit dem Kräfteparallelogramm kann man Kräfte in Teilkräfte zerlegen. Unsere Ausgangskraft ist die Schubkraft, die durch das Radlager und unsere Hand geht. Sie zerlegen wir in eine waagrechte und in eine senkrechte Kraft. Beim Schieben ist die Schubkraft schräg nach rechts unten gerichtet. Sie weist in die Ecke des Treppenabsatzes. Sie hat eine nach unten gerichtete Teilkraft FV zur Folge, die die Schubkarre nach unten drückt und das Rad in der Ecke geradezu verkeilt: Keine Chance, das Rad auf den Treppenabsatz zu bringen.

Dreht man die Schubkarre aber um und zieht sie von oben, dann ist die senkrechte Komponente FV nach oben gerichtet und hilft Dir, das Rad mit weniger Anstrengung über die Stufenkante zu bringen.

Falls Du die Kräfte nachmisst: Die senkrechte Komponente Fv und die waagrechte Komponente Fh ergeben zusammen einen größeren Betrag als die diagonale Schubkraft. Bei der Besprechung des Kräfteparallelogramms wirst Du Näheres dazu erfahren.
 

Weitere Informationen dazu im tec.LEHRERFREUND
- Kräfteparallelogramm 

Weitere Experimente in der prima.tec-Reihe:

  - Ein Nobelpreisträger bläst Kerzen aus
- Wenn sich Körper biegen
- Chemisch Wasser ansaugen
- Flasche mit Wasser füllen 
- Zucker verbrennen
- Metall schwimmt
- Körperschwerpunkte finden
- Massen sind träge

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