WissSIM-Forum NatMed

Fragen im Themenbereich "Physik → Mechanik"

    Hydraulik Bett
    Moritz99
    21.02.20, 18:46:25
    Die hydraulische Hebeanlage eines Krankenbettes hat einen Pumpkolben mit einem Arbeitsweg von 20cm und einer Pumpfläche von 10cm2. Sie verzehnfacht die Pumpkraft.

    Wie oft muss der Pumpkolben vollständig gedrückt werden, um den Bettrost (Größe: 200cm⋅100cm) um 50cm anzuheben?

    Richtige Antwort: 25

    Wie rechnet man hier korrekt? :)

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    ALi
    6.03.20, 19:05:27
    0Hallo Moritz99,

    wenn die Pumpkraft verzehnfacht wird, verkürzt sich der Weg auf ein Zehntel (weil die Arbeit W=Fs konstant bleibt). Ein Hub führt also nur zu 20 cm : 10 = 2 cm. Das muss man dann 50 cm : 2 cm = 25 Mal machen.

    Viele Grüße

    ALi

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    Mechanik
    Ha44
    29.07.19, 05:03:22
    Hey, eine HAM-Nat Aufgabe lautet:

    Eine Metallkugel (Radius = 2 cm, Gewichtskraft = 280 cN) hängt frei in Luft an einem Kraftmesser. Welche Anzeige zeigt etwa der Kraftmesser, wenn die Kugel so tief in Wasser gehängt wird, dass sie darin schwebt?

    Könnt Ihr mir bitte weiterhelfen?
    Mfg

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    ALi
    22.12.19, 00:23:42
    0Hallo Ha44,

    das Kugelvolumen ist V = 4·π·r³:3 = 4·π· 8 cm³ :3 ≈ 32 cm³

    32 cm³ verdrängtes Wasser haben eine Masse von 32 g, der Auftrieb beträgt also 32 cN (wegen 10 N ≙ 1 kg).

    Es sollten also 280 cN - 32 cN = 248 cN verbleiben.

    Andererseits schwebt die Kugel aufgrund des Kraftmessers vermutlich in jeder Position, also auch nicht vollständig eingetaucht, d. h. bei weniger Auftrieb. Wenn tatsächlich nur der Wasserauftrieb die Kugel schweben lässt (was unter realistischen Bedingungen aufgrund der im Vergleich geringen Dichte von Wasser kaum möglich sein dürfte), würde der Kraftmesser 0 anzeigen.

    Viele Grüße

    ALi

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    Durchschnittsgeschwindigkeit
    Toni
    13.03.19, 19:46:44
    Ich schiebe mein Fahrrad mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit v1=1 m/s einen Berg hinauf. Oben angekommen rolle ich sofort mit einer D-Geschwindigkeit v2=9 m/s den Berg hinunter.
    Mit welcher D-Geschwindigkeit lege ich die gesamte Strecke zurück?

    Ich dachte man kann einfach v1+v2/2 rechnen, aber so einfach scheint es dann doch nicht zu sein. Wie komme ich hier auf die Lösung von 1,8 m/s?
    Vielen Dank für die Hilfe!

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    ALi
    23.03.19, 23:41:50
    0Hallo Toni,

    wenn ich zu später Stunde gerade nichts übersehe, dann ist die Aufgabe mit den gegebenen Informationen nicht zu lösen: Es könnte z. B. sein, dass man den Berg stundenlang mit 1 m:s auf einem Weg mit sehr wenig Steigung erklimmt, der Weg zurück aber sehr steil und damit kurz ist. Dann wäre die D-Geschwindigkeit nahe 1 m:s. Fährt man die beiden Wege genau anders herum, wäre die D-Geschwindigkeit nahe 9 m:s.
    Vielleicht ist gemeint, dass man beide Male denselben Weg benutzt. Dann legt man die zweite Hälfte der Strecke 9-mal so schnell zurück wie die erste, bzw. der erste Teil geht zu 90 % (=> 0,9) in den (zeit-)gewichteten Mittelwert ein und der zweite Teil zu 10 % (=> 0,1):
    0,9 · 1 m:s + 0,1 · 9 m:s = 1,8 m:s

    Viele Grüße

    ALi

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    Dichte, Druck, Kraft und Auftrieb
    Laura
    30.07.17, 12:09:07
    Mit welcher Kraft werden die Füße eines Patienten belastet mit der Masse 156 kg und der durchschnittlichen Dichte 1,04 g/cm^3 belastet
    wenn der Patient in einem Wasserbecken vollständig eingetaucht ist?

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    ALi
    30.07.17, 13:52:54
    1Hallo Laura,

    in allen Einzelschritten müsste man folgendes machen:
    1. Gewichtskraft des Patienten berechnen
    2. Körpervolumen berechnen
    3. Gewichtskraft von Wasser des gleichen Volumens berechnen
    4. die Gewichtskraft des Wassers als Auftrieb von der des Patienten abziehen (bzw. Auftrieb und Gewichtskraft addieren, da beide entgegengesetztes Vorzeichen haben, kommt also aufs Gleiche raus)

    Wenn man das so rechnet, stellt man fest, das sich eigentlich ständig Teile der Rechnung vor Klammern ziehen bzw. gegeneinander wegfallen. Deshalb kann man mit einem Vorstellungstrick die Rechnung erheblich vereinfachen: Der Patient mit seiner Dichte von 1,04 g:cm³ hat die Masse vom entsprechenden Volumen an Wasser plus einen Aufschlag von 4% (weil Wasser eine Dichte von 1 g:cm³ hat; dieser Gedankengang spart einem die gesamte Volumenumrechnung). Es bleibt also nur noch eine Prozentrechnung übrig wie beim Berechnen eines Nettopreises, wenn die Mehrwertsteuer 4% beträgt:

    156 kg : 1,04 = 150 kg

    Es bleiben also nur 6 kg übrig, mit denen der Patient auf den Beckenboden drückt, weil ihm das Wasser 150 kg abnimmt. Macht mit gerundet g = 10 m:s² eine Gewichtskraft von 6 kg * 10 m:s² = 60 N.

    Viele Grüße

    ALi

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     Vielen lieben Dank ALi :-)

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    Laura
    31.07.17, 12:20:28
    Einseitiger Hebel
    PhipsG
    8.02.17, 12:06:28
    Moin,

    Wippe ist klar, aber ich hab nicht verstanden, wieso ein einseitiger Hebel funktioniert. Gibts das überhaupt außer im Physikbuch?

    Danke!

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    ALi
    8.02.17, 13:17:29
    0Hallo,

    ein einseitiger Hebel funktioniert rechnerisch genau wie ein zweiseitiger. Praktisch funktioniert er, weil bzw. wenn die Kräfte entgegengesetzt gerichtet sind: Beim zweiseitigen Hebel wirken sie in die gleiche Richtung (Wippe: beide nach unten), beim einseitigen Hebel muss eine von beiden Kräften nach oben gerichtet sein, weil beide auf der gleichen Seite des Drehpunktes angreifen.
    Ein Beispiel ist der Unterarm, der sich um das Ellenbogengelenk dreht: Die eine Kraft ist die Gewichtskraft der Hantel in der Hand, die nach unten gerichtet ist, die zweite Kraft ist der Bizeps, der von der Schulter kommend den Unterarm nach oben zieht.

    Viele Grüße

    ALi

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