Flaschenzug

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Die Darstellung eines einfachen Kranes aus einem Werk von Vitruvius

Ein Flaschenzug ist eine Maschine, mit deren Hilfe der Kraftaufwand zum Bewegen einer Last verringert wird. Der einfache Flaschenzug war bereits dem Philosophen Aristoteles (384 v.Chr. - 322 v.Chr.) bekannt. Archimedes, ein bedeutender Physiker und Mathematiker der Antike, erfand wahrscheinlich den zusammengesetzten Flaschenzug. In den Schriften des Vitruvius, eines römischen Architekten und Ingenieurs, finden sich ausführliche Beschreibungen verschiedener Formen von Flaschenzügen und Kränen.

Wie funktioniert ein Flaschenzug?

Ein Flaschenzug mit zwei Rollen. Flaschenzüge können auch drei, vier oder mehr Rollen haben.

Mindestens drei Teile sind für einen Flaschenzug notwendig:

• Eine Halterung („Flasche“)
• Eine lose (bewegliche) Rolle
• Ein Seil

Das Seil wird über die Rolle geführt und dazu benutzt, ein Gewicht hochzuheben oder zu ziehen. Die Kraftersparnis ergibt sich daraus, auf wie viele Tragseile sich das Gewicht verteilt. Bei einer Rolle gibt es nur ein Tragseil, daher auch keine Kraftersparnis. Bei zwei Rollen, also zwei Tragseilen – wie auf dem Bild rechts – beträgt die Kraftersparnis bereits die Hälfte. Man benötigt also nur mehr die halbe Kraft, um die Last zu heben. Mit jeder zusätzlich eingesetzten Rolle verringert sich die benötigte Kraft.

 

Die Goldene Regel der Mechanik

Mit einem Flaschenzug kann ein einzelner Mensch schwere Lasten heben

Die Funktionsweise des Flaschenzugs folgt der Goldenen Regel der Mechanik, einer vereinfachten Version des sogenannten „Energieerhaltungssatzes“ der Physik. Sie lautet: „Arbeit ist Kraft mal Weg“. Was man also an Kraft spart, muss man an Weg zusetzen. Mit einem Zwei-Rollen-Flaschenzug kann man daher ein Gewicht mit halbem Kraftaufwand heben, muss aber die doppelte Hebestrecke am Zugseil ziehen. Will man die Last einen Meter hoch heben, muss man zwei Meter Seil ziehen.

Nach dem gleichen Prinzip funktioniert auch der

Hebel

: am längeren Hebelarm muss die geringere Kraft angesetzt werden, dafür legt er eine größere Strecke zurück als der kürzere.

 

Einsatz des Flaschenzuges

Das mehrere tausend Jahre alte Prinzip desw Flaschenzugs wird noch heute in vielen bereichen angewendet:

• Der Kran - immer schon der wichtigste Anwendungsbereich
• Spannvorrichtungen (z.B. für Slacklines)
• Bergsteigen – durch Umlenken eines Seiles durch mehrere Karabiner kann man mit geringerem Kraftaufwand hochklettern oder sich abseilen
• Schnürschuhe – im Grunde funktioniert jede Schnürung auch nach dem Prinzip des Flaschenzugs

 

Sonstiges

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