Physik verstehen 2, Schülerbuch

35 Die Welt, in der wir uns bewegen 3. Welche Arten von Hebeln gibt es? Eine Last leichter tragen! (Abb. 35.2) E1 Halte eine Last, zB eine schwere Einkaufstasche, in der Hand und winkle den Arm in einem Winkel von 90° ab. Der Beuger muss große Kraft aufwen den, um die Last am langen Lastarm zu halten! Der Kraftarm ist sehr kurz! Verkürze den Lastarm, indem du die Schlaufen der Tasche zum Ellenbogen gelenk verschiebst. Mit einem Hebel kannst du Kraft sparen , wenn der Kraftarm länger als der Lastarm ist , zB beim Abzwicken von Ästen mit einer Astschere (Abb. 35.3). Ist der Kraftarm kürzer als der Lastarm , braucht man zwar mehr Kraft, gewinnt aber an Geschwindigkeit . Das ist beim Werfen eines Balles und beim Mähen mit einer Sense (Abb. 35.4) wichtig. 4. Wann herrscht an einem Hebel Gleichgewicht? Die Münzenwippe (Abb. 35.5) E1, E4 Hänge ein längeres Brett (zB Lineal) drehbar gelagert auf (siehe Abbildung) und belaste es auf beiden Seiten mit gleichen Geldstücken. Die Hebel stange soll waagrecht bleiben. Welche Möglichkeiten findest du? Auf einer Wippschaukel (Abb. 36.3) herrscht Gleichgewicht, wenn die schwerere Person die gleiche Drehwirkung ausübt wie die leichtere. Bist du schwerer als deine Partnerin oder dein Partner, musst du näher bei der Drehachse sitzen. Jede Drehwirkung hängt vom Produkt aus Kraft und Kraftarm ab. Daher kann eine kleinere Kraft mit einem längeren Kraftarm einer größeren Kraft mit einem kürzeren Kraftarm das Gleichgewicht halten. Wenn die Produkte aus Kraft und Kraftarm – die Drehmomente – auf beiden Hebelseiten gleich sind, bleibt die Hebelstange im Gleichgewicht. Es gibt folgende Hebelarten (Abb. 35.1): a) Zweiseitige Hebel sind zB Zangen und Scheren. Die Kräfte wirken auf beiden Seiten der Drehachse in die gleiche Richtung. b) Einseitige Hebel sind zB Scheibtruhen und manche Nussknacker. Die Kräfte wirken auf derselben Seite des Hebels in entgegengesetzte Richtungen. M Lastarm r 2 Lastarm r 2 Kraftarm r 1 Kraftarm r 1 F 1 F 1 F 2 F 2 b) a) 35.1 Der zweiseitige (a) und der einseitige (b) Hebel V3 Lastarm Kraftarm Strecker Beuger 35.2 Eine Last leichter tragen! 35.3 Eine Astschere hat lange Kraftarme und kurze Lastarme. Infobox: Kraft sparen: langer Kraftarm Geschwindigkeit gewinnen: kurzer Kraftarm 35.4 Die Sense hat einen kurzen Kraftarm und einen langen Lastarm. V4 35.5 Die Münzenwippe 35.6 Dieser Nussknacker ist ein einseitiger Hebel und im Gleichgewicht. Das Hebelgesetz lautet: Kraft 1 mal Kraftarm 1 = Kraft 2 mal Kraftarm 2 F 1 · r 1 = F 2 · r 2 M Arbeitsblätter 6b9b3i N r z Pr fzwecken – Eigentum des Verlags öbv