Zweiseitiger Hebel
Im Alltag benutzen wir oft zweiseitige Hebel, zum Beispiel Wippe oder Hebelbalken.
Versuch:
Wir demonstrieren einen zweiseitigen Hebel, messen die Kraft und die Länge der Lastarme.
Unter welchen Bedingungen verstärkt ein Hebel die Kraft?
Am größeren Hebelarm wirkt immer die kleinere Kraft.
Kraftverstärkung am zweiseitigen Hebel:
wenn der Kraftarm länger als der Lastarm ist.
Kräftegleichgewicht am zweiseitigen Hebel:
wenn der Kraftarm gleich dem Lastarm ist.
Kraftschwächung am zweiseitigen Hebel:
wenn der Kraftarm kürzer als der Lastarm ist.
Hebelgesetz am zweiseitigen Hebel:
Formeln zum zweiseitigen Hebel:
Rechenbeispiel am zweiseitigen Hebel:
Ein Panzerschrank hat die Masse m = 2000 kg.
Er soll mit einer 2,1 m langen Brechstange angehoben werden.
Der Lastarm soll 10 cm betragen. Welche Kraft ist nötig um ihn anzuheben?
Einseitiger Hebel
Auch den einseitige Hebel benutzen wir sehr oft im Alltag , zum Beispiel Nussknacker, Schubkarre, Handbremse, Bohrständer.
Der Nussknacker ist ein Beispiel für einen einseitigen Doppelhebel.
Sein Drehpunkt liegt am Ende der beiden Hebelstangen, wo sie verbunden sind.
Versuch:
Wir demonstrieren die Kraftersparnis am einseitigen Hebel.
Die Kraftersparnis an einem einseitigem Hebel ist genauso groß, wie beim zweiseitigen Hebel.
Formeln zum einseitigen Hebel:
Rechenbeispiel zum einseitigen Hebel:
Ein Sack Getreide liegt auf einer Schubkarre und zwar mit dem Schwerpunkt 40 cm vom Radmittelpunkt entfernt.
Die Tragholme der Karre sind 1,6 m lang. Wie schwer darf der Sack höchstens sein, wenn man am Holm die Kraft FK = 500 N ausüben möchte?
Hebel als Werkzeuge:
Wir machen uns die Kraftersparniss der Hebel auch beim Werkzeug zu Nutze:
- Ein Schraubenschlüssel ist ein einseitiger Hebel. Dabei ist die Kraft am Griff viel größer als an der Schraube.
- Eine Schere ist ein zweiseitiger Hebel. Die Kraft unserer Finger wird dabei auf die Schneiden übertragen.
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