Kräfte742/Kräfte am Hebel: Unterschied zwischen den Versionen
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Aktuelle Version vom 20. Januar 2023, 16:45 Uhr
Was ist ein Hebel?
Ein Hebel ist ein starrer Körper, der sich wie eine Wippe um eine feste Drehachse drehen kann. Im Allgemeinen wird der Hebelarm durch den Abstand zwischen der Drehachse und der Wirkungslinie der Kraft bestimmt.
Wie funktioniert es?
Die Hebelwirkung hilft uns, mit sehr wenig Aufwand enorme Kraft zu erzeugen. Es erleichtert unseren Alltag: beim nüsse knacken, schneiden oder Transportieren. Dahinter steckt die Hebelwirkung. Der Hebel verlängert den Weg der Kraftübertragung und vergrößert ihn somit.
Hebelgesetz: Die gleichen Gesetze gelten für Einseitigen- und Zweiseitigenhebel. Das Hebelgesetz gilt, wenn der Hebel im Gleichgewicht ist. Es gilt: Für alle Hebel im Gleichgewicht gilt unter der Bedingung, dass die Kraft senkrecht auf den Hebel wirkt.
Einheit: Nm
Formel: M = F ⋅ a
Formelzeichen: M
Umrechnungsfaktor: 8,9
Experiment
Beim ersten Experiment wurde 5N und 10N an der anderen seite des Hebels dran gehangen.
Man hätte gedacht, dass das da kein gleichgewicht da sein würde da 10N viel mehr als 5N sind.
Doch es ist ganz anders weil wenn zwei Gewichte mit unterschiedlichem Gewicht den gleichen Abstand von der Mitte haben, wird mehr Kraft auf die schwerere Seite der Waage ausgeübt. Wenn zwei identische Gewichte nebeneinander platziert werden, übt das weiter entfernte Gewicht mehr Kraft aus und genau das passiert hier bei dem ersten und bei dem zweiten experiment.
Aufgabe
1.geg.: F1 = 300 N, l1 = 2m, l2 = 3m
2.Ein Elefant mit einer Masse von 3 t soll durch einen Menschen mit einer Masse von 80kg mit Hilfe eines zweiseitigen Hebels gehoben werden. Der Elefant stellt sich auf einen Lastarm mit der Länge von 1m. Berechne die Länge des Kraftarms, auf den sich der Mensch stellen müsste, damit er mit dem Elefanten im Gleichgewicht ist!
Lösungen
1.geg.: zweiseitiger Hebel mit F1 = 300 N, l1 = 2m, l2 = 3m
ges.: F2
F2 =200N
2. geg.:M1 =3t=3000kg > F1 =30000N,m2 =80kg > F2 =800N,l1 = 1m
ges.: l2
l2 = 37,5 m
Der Kraftarm, auf dem der Mensch steht, müsste 37,5 m lang sein.
