Hebel

Der kleine Junge müsste sich nach außen setzen, um gut mit seiner Schwester wippen zu können.

Ein Hebel ist ein starres Bauteil, welches an einer Stelle drehbar gelagert ist. Dadurch kann man mit Hilfe des Hebels die Wirkung von Kräften vergrößern. Die physikalischen Grundlagen dazu werden als Hebelgesetze bezeichnet. Sie wurden bereits in der Antike durch Archimedes beschrieben.

Hebel begegnen uns überall. Bei vielen Hebeln ist uns diese Kraftverstärkung aber gar nicht bewusst. Wir benutzen sie einfach, um eine Tür zu öffnen, eine Fahrradbremse zu betätigen oder einen Wasserhahn aufzudrehen. Trotzdem wird die Hebelwirkung, also die Verstärkung von Kräften ausgenutzt.

Wie funktioniert das mit der Hebelwirkung?

Am anschaulichsten lässt sich die Hebelwirkung an einer Wippe erklären: Wenn zwei Kinder etwa gleich schwer sind, so setzen sie sich gleich weit vom Drehpunkt auf die Wippe. Man sagt, die Wippe ist im Gleichgewicht. Verlagert nun ein Kind sein Gewicht etwas nach vorne und das andere etwas nach hinten, so ändern sich die Abstände der Gewichtskräfte zum Drehpunkt. Das Kind, das sich nach vorne lehnt, bewegt sich nun wegen des kürzeren Hebelarms nach oben. Das andere Kind wegen des längeren Hebelarms nach unten. Durch ständiges Gewichtsverlagern können die Kinder gut wippen.

Sind die Kinder unterschiedlich schwer wie auf dem Bild rechts, dann müssen sie verschieden Abstände zum Drehpunkt wählen, um gut wippen zu können. Eine Wippe bezeichnet man auch als zweiseitigen Hebel, da die Kräfte auf zwei Seiten vom Drehpunkt angreifen.

Ein anschauliches Beispiel für einen einseitigen Hebel ist eine Schubkarre, mit der ein Bauarbeiter schwere Steine transportiert. Der Drehpunkt ist das Schubkarrenrad. Die Kraft des Bauarbeiters und das Gewicht der Steine wirken auf der selben Seite des Drehpunktes. Da der Bauarbeiter aber einen längeren Hebelarm zum Drehpunkt hat als die Steine, kann er ein Gewicht transportieren, das ihm sonst zu schwer wäre.

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  Bereits Archimedes sagte: "Gebt mir einen ausreichend langen Hebel und ich werde die Welt aus den Angeln heben."

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  Bei der Kneifzange greift die Hand etwa fünf mal so weit vom Drehpunkt an wie die Schneiden. Die Wirkung der Handkraft wird so verfünffacht!

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  Mit dem Hebel am Wasserhahn stellen wir die Wassermenge und die -temperatur ein.

• Fenstergriff mit TensoLock.PNG

  Am Fenstergriff nutzen wir die Hebelwirkung, auch an der Türklinke.

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  Ohne die Hebelwirkung der Schubkarre könnte der Mann das Kälbchen nicht so leicht transportieren.