Aufgaben: Werkzeugwahl

Nenne zwei Werkzeuge, die als Hebel wirken, und erkläre, was sie leichter machen.

Warum benutzt man zum Lösen einer festen Schraube einen langen Schraubenschlüssel?

Warum sind Griffe von Kneifzangen lang, die Schneiden kurz?

Eine Gärtnerin will einen Baumstumpf entfernen und kann zwischen Brecheisen ($1,5\,\text{m}$) und kurzer Schaufel wählen.

1. a) Welches Werkzeug ist besser geeignet? Begründe mit der Goldenen Regel.

1. b) Welcher Nachteil entsteht beim langen Hebel?

Nils soll eine schwere Tonne auf einen Transporter laden. Er hat eine Rampe, einen Wagenheber und ein Seil.

1. a) Welche Lösung ist sinnvoll, wenn Nils dabei möglichst wenig Kraft aufwenden möchte?

1. b) Nenne zwei Kriterien für die Wahl.

Vergleiche Schere, Nussknacker und Pinzette: Bei welchem Gerät wird Kraft gespart, bei welchem Weg?

Ein Hausmeister soll eine Last von $1.000\,\text{N}$ in den ersten Stock ($3\,\text{m}$) bringen. Zur Auswahl: Treppe tragen, Rampe ($12\,\text{m}$), Flaschenzug (fünf Seilstücke).

1. a) Berechne Kraft und Weg ohne Reibung.

1. b) Bewerte die Lösungen nach Aufwand, Zeit und Sicherheit.

1. c) Wie verändert die Reibung das Ergebnis?

Bei einem Versuch mit schiefer Ebene misst Mia eine Zugkraft, die größer ist als die berechnete.

1. a) Trenne Beobachtung und Deutung.

1. b) Nenne zwei mögliche Ursachen.

1. c) Wie könnte sie die Messung verbessern?

Ein Werkzeug wird entworfen, um mit geringer Kraft Äste zu schneiden. Der Kraftarm ist $40\,\text{cm}$, der Lastarm $8\,\text{cm}$.

1. a) Berechne den Kraftgewinn.

1. b) Wie weit müssen die Griffe bewegt werden, damit die Schneide $1\,\text{cm}$ zurücklegt?

1. c) Beurteile, ob ein noch längerer Griff immer besser ist.