Hebelgesetz
Hebel

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).

Berühmt und beschrieben ist das Hebelgesetz von Archimedes durch den Archimedischen Punkt. Berühmt ist auch seine Aussage "Gebt mir einen festen Punkt im All, und ich werde die Welt aus den Angeln heben".

Hebel: Kraft mal Kraftarm ist gleich Last mal Lastarm


Die übliche Textformulierung für das Hebelgesetz lautet:

„Kraft mal Kraftarm ist gleich Last mal Lastarm"

oder als Formel:

F_\mathrm{K} \cdot l_\mathrm{K} = F_\mathrm{L} \cdot l_\mathrm{L}

Dies gilt nur, wenn die Kräfte im Winkel von 90° angreifen. Ist der Winkel verschieden von 90°, so müssen die Kräfte in die einzelnen Komponenten zerlegt werden, und nur die Komponente, die rechtwinklig vom jeweiligen Arm wegzeigt, geht in die Rechnung ein.

Inhaltsverzeichnis

Wozu braucht man Hebel?

Ein Hebel ist einer der wichtigsten Kraftwandler. Er dient, wie alle mechanischen Maschinen dazu, Arbeit zu erleichtern, nicht zu sparen.

Die zu leistende Arbeit bleibt nach der Formel

„Arbeit ist gleich Kraft mal Weg"

oder als Formel:

W = F \cdot s

gleich.

Das heißt, eingesparte Kraft geht auf Kosten des Weges, die zu leistende 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

F2 = 40 N; l2 = 5 cm; F1 = 20 N

Durch das Hebelgesetz erhält man die Erkenntnis, dass man die Kraft bei 10 cm Kraftarm ansetzen müsste.

Lösungsweg:

F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2 \qquad ||:F_1

l_1 = \frac{F_2\cdot l_2}{F_1}

l_1 = \frac{40~\mathrm{N} \cdot 5~\mathrm{cm}}{20~\mathrm{N}}

l_1 = \frac{200~\mathrm{N} \cdot \mathrm{cm}}{20~\mathrm{N}}

l_1 = 10~\mathrm{cm}\,

Anwendung des Hebelprinzips

Siehe auch

Weblinks


Wikimedia Foundation.

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Hebelgesetz — He|bel|ge|setz, das <o. Pl.> (Physik): Gesetz, nach dem bei einem ↑ Hebel (1) Gleichgewicht herrscht, wenn das Produkt aus Last u. Lastarm u. das Produkt aus Kraft u. Kraftarm gleich sind. * * * He|bel|ge|setz, das <o. Pl.> (Physik):… …   Universal-Lexikon

  • Hebelgesetz (Phasendiagramm) — Liegt ein flüssiges Zweikomponentensystem (Mischung aus Substanz A und B) aus nicht vollständig ineinander mischbaren Flüssigkeiten in einem Zweiphasengebiet (I+II) (siehe Phasendiagramm) vor, so ist die Phase I, hauptsächlich bestehend aus… …   Deutsch Wikipedia

  • Hebelgesetze — Hebel 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 …   Deutsch Wikipedia

  • Hebelkraft — Hebel 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 …   Deutsch Wikipedia

  • Hebelprinzip — Hebel 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 …   Deutsch Wikipedia

  • Kraftarm — Hebel 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 …   Deutsch Wikipedia

  • Lastarm — Hebel 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 …   Deutsch Wikipedia

  • Hebel (Physik) — Hebel in mathematischer Beschreibung Hebel in technischer Beschreibung …   Deutsch Wikipedia

  • Archimedes von Syrakus — Archimedes, Domenico Fetti, 1620, Alte Meister Museum, Dresden Archimedes (griechisch ᾿Αρχιμήδης) von Syrakus (* um 287 v. Chr. vermutlich in Syrakus auf Sizilien; † 212 v. Chr. ebenda) war ein antiker griechischer Mathematiker …   Deutsch Wikipedia

  • Bogenholz — Ein Skythe spannt seinen Bogen Recurve Der Bogen ist eine Abschussvorrichtung für Pfeile. Seit der jüngeren Altsteinzeit (30.000–10.000 v. Chr.) nutzen Menschen …   Deutsch Wikipedia

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”