Hebelgesetz
Ein Hebel ist ein mechanisches Kraftübertragungssystem, bei dem Ursache und Wirkung (Kraft und Last) in einer Ebene, aber nicht auf einer Linie, liegen. Es ist in der Regel ein um eine Achse drehbarer, meist starrer, stabförmiger Körper, an dem ein Gleichgewicht herrscht, wenn die Summe der (Dreh-)Momente aller an ihm angreifenden Kräfte Null ist. Das (Dreh-)Moment ist immer dann ungleich null, wenn Kräfte so auf einen Körper wirken, dass eine Drehbewegung beschleunigt oder verzögert wird. Im ebenen Fall (alle Kräfte wirken in einer Ebene) sind alle Momentenvektoren rechtwinklig zur Ebene orientiert. Man unterscheidet in diesem Fall links- und rechtsdrehende (Dreh-)Momente.
Der Dreh- oder Unterstützungspunkt eines Hebels wird auch als Hypomochlion bezeichnet.
Hebel dienen der Kraftübertragung und ermöglichen große Kraftwirkungen mit geringem Aufwand. (Je größer dieser Abstand, desto größer die Drehwirkung der angreifenden Kraft).
Hebel
Kraft (FK) mal Kraftarm (lK) ist gleich Last (FL) mal Lastarm (lL)
FKlK = FLlL
| Inhaltsverzeichnis |
Wozu braucht man Hebel?
Der Hebel dient, wie alle mechanischen Maschinen dazu Arbeit zu erleichtern, nicht zu sparen. Denn die zu leistende Arbeit bleibt nach der Formel
gleich. Das heißt, eingesparte Kraft geht auf Kosten des Weges und die Arbeit wird keineswegs weniger.
Wählt man den Lastarm entsprechend kurz gegenüber dem Kraftarm, so ist man mit einem Hebel in der Lage, große Lasten mittels einer vergleichsweise geringen Kraft zu bewegen.
Beispielrechnung
Lastarm l=5cm, Kraftarm k=20cm, Last L=40N
Mit diesem Hebel ist man in der Lage, die Last L mit einer Kraft K=10N zu halten.
Anwendung des Hebelprinzips
- Schubkarre, Zange, Brechstange
- Nussknacker, Schraubenschlüssel, Locher
- Hammer, Türklinke, Wippe
Siehe auch
Weblinks
Kategorie:Mechanik