Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte741/Hebelkraft

Wofür benötigt man das Hebelgesetz bzw. was ist es?: Das Hebelgesetz besagt, dass die Kraft am Drehpunkt umso stärker ist, je länger der Hebel ist.

Definition: Kraft mal Kraftarm ist gleich Last mal Lastarm.

Grundwissen:

Ein Hebel ist ein starrer und meist stabförmiger und länglicher Körper. Einen solchen Hebel findet man meistens (bspw. auf dem Spielplatz) in Form einer Wippe. Es gibt einarmige, zweiarmige, gleicharmige und ungleicharmige Hebel. Beim geraden einarmigen Hebel wirken Last und Kraft in verschiedene Richtungen, beim zweiseitigen Hebel haben Last und Kraft die gleiche Richtung.

Der Nutzen eines Hebels ist es mit wenig Kraft und Aufwand einen schwereren Körper zu heben.

Formel: Ein einseitiger Hebel ist im Gleichgewicht, wenn die Summe der Produkte F ⋅ a aller wirkenden Kräfte gleich 0 ist.

M = F ⋅ a .

Skizze:

Fotos und Darstellungen:

Experiment:

1.Materialien:

- Stativ

- Messlatte

- Gewichte: 1N und 3N bzw. 100g und 300g (Gewichte können auch aus mehreren Bestandteilen bestehen. Z. B. die 100g als bspw. 2*50g oder die 300g als 3*100g, etc...)

2. Auftrag:

Stelle mit dem Stativ und der Messlatte mithilfe der beiden Gewichte ein Gleichgewicht her.

3.Vermutung:

Das leichtere Gewicht muss weiter außen hängen und das schwerere weiter innen (weiter in der Mitte), damit ein Gleichgewicht entstehen kann.

4. Skizze:

5. Ausführung:

5.1.Aufbau: Messlatte an das Stativ anbringen.

5.2.Ausführung: Gewichte an verschiedenen Stellen an der Messlatte anbringen und versuchen ein Gleichgewicht herzustellen.

TIPP: Wenn du nicht weiterkommst, kannst du versuchen eine Wippe als ein Model vorzustellen und an das Prinzip einer Wippe zu denken.

6.Beobachtung: Die 300g bzw. 3 Newton müssen relativ mittig auf der Messlatte angebracht sein und die 100g bzw. 1Newton relativ weit außen an der Messlatte.

7.Auswertung:

F1 in N (100N)	L1 (des linken Hebels) in cm	F2 in N (300N)	L2 (des rechten Hebels) in cm

Berechnungen:

1.Berechne die fehlende Größe mithilfe des Hebelgesetzes.

a) gegeben: zweiseitiger Hebel F₁= 60 N