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Der Hebel und das Hebelgesetz

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Der Hebel

Einen Hebel nennt man in der Physik eine Stange, die um einen festen Punkt drehbar ist. In unserem Beispiel ist dieser feste Drehpunkt die Stelle, wo die Stange auf dem Holzklotz aufliegt. Die Teile der Stange rechts und links vom Drehpunkt heißen Hebelarme.

Der Hebel gehört zu den einfachen mechanischen Maschinen, die als Kraftwandler bekannt sind. Dieser Name kommt daher, dass die Kraftwandler einen mechanischen Arbeitsvorgang, zu dessen Bewältigung man eine bestimmte Kraft braucht (in unserem Beispiel das Anheben des Steinblocks) in einen anderen Vorgang umwandelt, für den man eine andere (meist geringere) Kraft benötigt; in diesem Fall ist es das Niederdrücken des längeren Hebelarms. Nach der Goldenen Regel der Mechanik ist die mechanische Arbeit in jedem Falle die gleiche. Was du an Kraft sparst, musst du durch eine größere Hebelbewegung wieder ausgleichen. Das Prinzip des Hebels ist sehr einfach, aber wirkungsvoll. Deshalb finden sich solche oder sehr ähnliche Einrichtungen in vielen technischen Geräten, zum Beispiel in praktisch allen Motoren.

Unser Steinblock mit Eisenstange und Holzklotz ist ein Beispiel für einen so genannten zweiseitigen Hebel. Dabei greift die Last F1 auf der anderen Seite des Drehpunktes an als die Kraft F2. Last F1 und Kraft F2 weisen in die gleiche Richtung. Einen einseitigen Hebel hingegen verwendest du, wenn du auf den Holzblock verzichtest und stattdessen die Eisenstange, und damit den Drehpunkt, etwas weiter unter den Steinblock schiebst.

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