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Hebel und Hebelgesetz

5. Klasse ‐ Abitur

Ein Hebel ist eine einfache Maschine, die aus einer drehbar gelagerten Stange, dem Hebelarm, besteht und mit der sich eine starke Kraft mit einer schwachen kompensieren lässt, die weiter außen angreift. Am einsetigen (einarmigen) Hebel wirken alle Kräfte auf einer Seite der Drehachse, am zweisetigen (zweiarmigenHebel (Abb.) beiderseits.

 

Der Abstand zwischen Drehpunkt und Angriffspunkt einer Kraft heißt Hebelarm. Die Drehwirkung ist umso größer, je stärker die Krafteinwirkung und je länger der Hebelarm ist. Sie wird durch das Drehmoment M beschrieben, dass bei senkrecht angreifenden Kräften einfach das Produkt aus Kraft und Hebelarm ist.

Greift an einem Hebel wie in der rechten Abb. auf jeder Seite eine Kraft an, herrscht genau dann (rotatorisches) Gleichgewicht, wenn das Drehmoment auf beiden Seiten gleich groß ist (Hebelgesetz). Dann gilt für die Kräfte F1, F2 und die Hebelarme l1, l2 die Gleichung:

\(M_1 = M_2 \Leftrightarrow F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2\)

in Worten: Kraft mal Kraftarm gleich Last mal Lastarm. Mit einem langen Hebelarm lässt sich somit auch mit einer kleinen Kraft eine große Wirkung erzielen (Brechstange, Hebebaum).


Schlagworte

  • #Drehmoment
  • #einfache Maschinen