Grundlagen der Mechanik

1. Grundlagen der Mechanik

2. Inhaltsverzeichnis • Einheiten • Goldene Regel der Mechanik • Hebel • Rollen • Roll- und Reibwiderstände • Schiefe Ebene • Hydraulik • Verständnisfragen

3. Inhaltsverzeichnis • Einheiten • Goldene Regel der Mechanik • Hebel • Rollen • Roll- und Reibwiderstände • Schiefe Ebene • Hydraulik • Verständnisfragen

4. Basiseinheiten Aus diesen sieben Einheiten werden alle anderen Einheiten abgeleitet.

5. Einheiten für die Mechanik • Kilogramm • Meter • Sekunde • Newton • Einheit für die Stärke einer Kraft • Ein Körper mit der Masse von 1 kg hat auf der Erde eine Gewichtkraft von etwa 10 N.

6. Mechanische Arbeit 1 Joule • Arbeit ist das Produkt aus Kraft und der zurückgelegten Strecke und wird in Joule angegeben. • 1 Joule ist die Arbeit, die verrichtet werden muss, um ein Gewicht mit 1 N Gewichtskraft anzuheben. • Um eine Pumpe (Gewicht: 180 kg) in das Fahrzeug (Höhe: 0,9 m) zu verlasten, sind 1620 J erforderlich. 100 g 1 m 100 g

7. Inhaltsverzeichnis • Einheiten • Goldene Regel der Mechanik • Hebel • Rollen • Roll- und Reibwiderstände • Schiefe Ebene • Hydraulik • Verständnisfragen

8. Die goldene Regel der Mechanik • Für jede Bewegung muss eine bestimmte Menge an Arbeit verrichtet werden • Mit Hilfsmitteln kann entweder Kraft oder Weg gespart werden, aber: Was Kraft gespart wird, muss an Weg hinzu gegeben werden.

9. Inhaltsverzeichnis • Einheiten • Goldene Regel der Mechanik • Hebel • Rollen • Roll- und Reibwiderstände • Schiefe Ebene • Hydraulik • Verständnisfragen

10. Einseitiger Hebel Kraftarm Kraft Lastarm Last Last x Lastarm = Kraft x Kraftarm

11. Zweiseitiger Hebel Kraftarm Kraft Lastarm Last Last x Lastarm = Kraft x Kraftarm

12. Beispiele für Hebel bei der Feuerwehr • Rettungsschere • Brechstange • Hebebaum • …

13. Inhaltsverzeichnis • Einheiten • Goldene Regel der Mechanik • Hebel • Rollen • Roll- und Reibwiderstände • Schiefe Ebene • Hydraulik • Verständnisfragen

14. Feste Rolle • Mit festen Rollen können wir die Zugkräfte an Seilen umlenken • Die Kraft bleibt gleich groß • Beispiel: Absturzsicherung mit Drehleiter 100 N 100 N

15. Lose Rolle • Mit losen Rollen können wir unsere Kraft verdoppeln. • Dafür müssen wir auch den doppelten Weg ziehen. 100 N 200 N

16. Beispiel Flaschenzug 100 N 200 N

17. Inhaltsverzeichnis • Einheiten • Goldene Regel der Mechanik • Hebel • Rollen • Roll- und Reibwiderstände • Schiefe Ebene • Hydraulik • Verständnisfragen

18. Reibwiderstände • Haftreibung verhindert das in Bewegung setzen eines ruhenden Körpers. • Gleitreibung erschwert die Bewegung eines Körpers. • Rollreibung erschwert die Bewegung eines runden Körpers.

19. Inhaltsverzeichnis • Einheiten • Goldene Regel der Mechanik • Hebel • Rollen • Roll- und Reibwiderstände • Schiefe Ebene • Hydraulik • Verständnisfragen

20. Schiefe Ebene • Hangabtriebskraft ist abhängig von Gewichtskraft und Neigung

21. Schiefe Ebene Gewichtskraft x Höhe = Hangabtriebskraft x Strecke

22. Inhaltsverzeichnis • Einheiten • Goldene Regel der Mechanik • Hebel • Rollen • Roll- und Reibwiderstände • Schiefe Ebene • Hydraulik • Verständnisfragen

23. Hydraulik • Kraftübertragung mithilfe von Flüssigkeiten • Flüssigkeiten werden unter Druck gesetzt • Druck ist in einem hydraulischen System überall gleich groß • Druck ist das Verhältnis von Kraft pro Fläche

24. Hydraulik 200 N 100 N Ø 10 cm Ø 5 cm

25. Hydraulikaggregate • können hohe Drücke (bis 750 bar) erzeugen • übertragen enorme Kräfte über Hydraulikschläuche • Gefahr: Beschädigungen am Schlauch kann zum Austritt des Hydrauliköls unter extremen Drücken führen • Kontakt mit scharfen Kanten verhindern • Sichtprüfung der Hydraulikschläuche nach jedem Gebrauch

26. Hydraulikaggregate bestehen aus… • Primärantrieb • Hydraulikpumpe • Flüssigkeitsbehälter • manuelle Steuereinrichtung • Hydraulikschläuche • Gestell

27. Ansaugen von Wasser Eingangsdruck: -0,8 bar Eingangsdruck: -0,2 bar • Höhenunterschied zwischen Pumpen-eingang und Wasseroberfläche heißt geodätische Saughöhe • max. rund 10 m Wassersäule möglich • Luftdruck presst das Wasser in den entlüfteten Saugschlauch 1 bar Luftdruck 8 m 2 m

28. Mögliche Fehler an Feuerlöschkreiselpumpen • Unterdruck steigt + Ausgangsdruck sinkt leicht • Saugleitung verstopft • Wasserpegel gefallen • Unterdruck steigt + Ausgangsdruck fällt stark • zu hohe Wasserabgabe • Schlauch geplatzt • Kein Unterdruck vorhanden • Saugleitung / Feuerlöschkreiselpumpe zieht Luft • Entlüftungseinrichtung defekt

29. Inhaltsverzeichnis • Einheiten • Goldene Regel der Mechanik • Hebel • Rollen • Roll- und Reibwiderstände • Schiefe Ebene • Hydraulik • Verständnisfragen

30. Verständnisfragen Die goldene Regel der Mechanik besagt, dass… a) um Weg zu sparen Kraft hinzu gegeben werden muss b) um Kraft zu sparen größere Strecken zurück gelegt werden müssen c) mit Hebeln Kraft und Weg gespart werden kann d) mit einem Flaschenzug Weg gespart werden kann

31. Verständnisfragen Die goldene Regel der Mechanik besagt, dass… a) um Weg zu sparen Kraft hinzu gegeben werden muss b) um Kraft zu sparen größere Strecken zurück gelegt werden müssen c) mit Hebeln Kraft und Weg gespart werden kann d) mit einem Flaschenzug Weg gespart werden kann

32. Verständnisfragen Eine Schubkarre ist im Sinne der Mechanik… • eine feste Rolle • eine lose Rolle • ein einseitiger Hebel • ein zweiseitiger Hebel

33. Verständnisfragen Eine Schubkarre ist im Sinne der Mechanik… • eine feste Rolle • eine lose Rolle • ein einseitiger Hebel • ein zweiseitiger Hebel

34. Verständnisfragen Bei einer Schere entstehen die größten Scherkräfte… • am Drehpunkt der Klingen • zwischen den Spitzen der Klingen • in der Mitte der Klingen

35. Verständnisfragen Bei einer Schere entstehen die größten Scherkräfte… • am Drehpunkt der Klingen • zwischen den Spitzen der Klingen • in der Mitte der Klingen

36. Verständnisfragen Mit welcher Kraft muss gezogen werden, um das Gewicht anzuheben? • 125 N • 250 N • 500 N • 1000 N ??? 500 N

37. Verständnisfragen Mit welcher Kraft muss gezogen werden, um das Gewicht anzuheben? • 125 N • 250 N • 500 N • 1000 N 250 N 500 N

38. Verständnisfragen Die Fahrwiderstand eines Fahrzeugs wird u.a. beeinflusst durch… • die Verteilung des Fahrzeuggewichts auf die Achsen • die Steigung / das Gefälle der Strecke • das Gesamtgewicht des Fahrzeugs • den Rollwiderstand zwischen Reifen und Boden

39. Verständnisfragen Die Fahrwiderstand eines Fahrzeugs wird u.a. beeinflusst durch… • die Verteilung des Fahrzeuggewichts auf die Achsen • die Steigung / das Gefälle der Strecke • das Gesamtgewicht des Fahrzeugs • den Rollwiderstand zwischen Reifen und Boden

40. Verständnisfragen Der Maschinist saugt Wasser über eine geodätische Saughöhe von 3 m. Der Eingangsdruck an der Feuerlöschkreiselpumpe beträgt -0,9 bar. Was lässt sich daraus ableiten? • Die Pumpe arbeitet normal. • Die Saugleitung oder die Pumpe ist stark undicht. • Die Saugleitung ist verstopft. • Die Wasserabgabe ist zu hoch.

41. Verständnisfragen Der Maschinist saugt Wasser über eine geodätische Saughöhe von 3 m. Der Eingangsdruck an der Feuerlöschkreiselpumpe beträgt -0,9 bar. Was lässt sich daraus ableiten? • Die Pumpe arbeitet normal. • Die Saugleitung oder die Pumpe ist stark undicht. • Die Saugleitung ist verstopft. • Die Wasserabgabe ist zu hoch.

42. Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!