Kräfte742/Kräfte am Hebel
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.Ein Magnet zieht eine Büroklammer an und hält sie fest. Die Büroklammer zieht eine zweite an und hält sie fest. Wie ist das zu erklären?
2.Sie haben zwei äußerlich gleiche Stäbe, von denen der eine ein Stabmagnet und der andere ein normaler Eisenstab ist. Wie können Sie ohne weitere Hilfsmittel feststellen, welcher der Stabmagnet ist?
3.In der Nähe eines "schwarzen Kastens" nehmen Magnetnadeln die gezeichneten Stellungen ein. Was lässt sich über den Inhalt des Kasten aussagen?
Lösungen
1.Durch das Magnetfeld werden die Elementarmagnete in der Büroklammer ausgerichtet. Damit wird aus der vorher unmagnetischen Büroklammer selbst ein Magnet, der wiederum andere Eisenkörper anziehen kann.
2.Ein magnetischer Stab ist in der Mitte nicht magnetisch. Ein Ende eines Stabes an die Mitte des anderen halten. Bei Anziehung ist das Ende des Stabes magnetisch, also der Stabmagnet. Wenn nicht ist der andere der Stabmagnet.
3.Im Kasten befindet sich ein stromdurchflossener Draht, der senkrecht zu den Magnetnadeln im Kasten nach oben verläuft.
