Big Bang Physik 6, Schulbuch

16  RG 6.1: Mechanik 2 Zusammenfassung Wenn ein Drehmoment wirkt, dann wird der Drehimpuls verändert. Zwei Hebel sind dann im Gleichgewicht, wenn die Summe der Drehmomente null ist. Das ist das berühmte Hebelgesetz. Ein schmerzhafter Vorfall Die Bandscheiben liegen als Pufferkissen zwischen den Wirbeln. Durch langjährige Überbelastung kann es zur Vorwölbung (Abb. 17.27 oben) oder sogar zum Einreißen der Bandscheibe kom- men (Bandscheiben- vorfall; Abb. 17.27 unten). In beiden Fäl- len schmerzhaft für das Rückenmark! Aus- löser ist wiederholt falsches Heben . Der Drehpunkt liegt in diesem Fall in der Mitte der Wirbel- körper. Die Rückenmuskeln setzen etwa 5 cm entfernt an den Wirbelfortsätzen an (Abb. 17.27). Der Lastarm ist die Ent- fernung vom Mittelpunkt des Wirbels bis zur Wirkungslinie des Gewichts (Abb. 17.28). Je stärker man den Rücken krümmt und die Beine streckt, desto größer wird der Lastarm und desto ungleichmäßiger wird die Bandscheibe belastet. Durch schlechtes Heben kann die Belastung in der Lendenwirbelsäule auf beinahe das 4fache ansteigen. i Abb. 17.27:  Kraftarm beim Heben von Gewichten Abb. 17.28:  Der Kraftarm entspricht der Entfernung der Rückenmuskeln vom Drehpunkt, ist also nur etwa 5 cm lang (siehe Abb. 17.27). Der Lastarm hängt von der Technik ab. Z Es gibt allerdings Abhilfen : Entweder du frühstückst an einem drei Meter hohen Tisch oder du bevorzugst Toasts mit 2,5 cm Kantenlänge. In beiden Fällen schafft dann das Brot nämlich eine ganze Drehung. Oder du gibst dem vom Tisch rutschenden Toast noch einen kräftigen Stoß – dann schafft er nicht mal eine halbe Drehung. Abb. 17.24 Der Fuß als Hebel Die Hebelarme am Fuß verhalten sich etwa wie 2,5 : 1 (Abb. 17.25). Wenn wir vereinfacht annehmen, dass die Achillessehne senkrecht nach oben zieht, dann ist die Kraft, die auf sie wirkt, immer 2,5-mal so groß wie die Kraft am Ballen. Dafür gilt aber: Wenn sich der Waden- muskel um 1 cm ver- kürzt, bewegt sich der Fußballen um 2,5 cm. Der Fuß übersetzt auf Geschwindigkeit ! Abb. 17.26 zeigt die Kraft, die beim Weitsprung am Fuß entsteht. Die erste Spitze ist vom Fersenaufsatz. Dort wo der Pfeil eingezeichnet ist, hebt die Ferse gerade ab. Auf den Fußballen wirken in diesem Moment 4000N und auf die Achillessehne daher 10.000N ! Die Sehne hält Maximal- belastungen von sogar 18.000N aus. Das ist so, also würdest du 1,8 t an die Sehne hängen! i Abb. 17.25:  Hebelverhältnisse am Fuß Abb. 17.26 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv