31 Versuch: Was fällt dir auf, wenn du die Tabelle auf der vorigen Seite betrachtest? Vergleiche dazu jeweils die beiden Drehmomente. Wenn die beiden Drehmomente gleich sind, herrscht am Hebel Gleichgewicht. Dies gilt z. B. auch für die Schaukel in Abb. 17.5. Damit lautet die Gleichgewichtsbedingung am Hebel: Ein Hebel befindet sich im Gleichgewicht, wenn die Drehmomente am Drehpunkt gleich groß sind und entgegengesetzt wirken (Hebelgesetz). Kraft1 × Kraftarm1 = Kraft2 × Kraftarm2 F1 · l1 = F2 · l2 Manchmal wird die Kraft, zu deren Überwindung der Hebel benutzt wird, als Last bezeichnet, der zugehörige Normalabstand von der Drehachse als Lastarm. Greifen die beiden Kräfte F1 und F2 (Kraft und Last) auf verschiedenen Seiten der Drehachse an, sprechen wir von einem zweiseitigen Hebel. Lassen wir sie wie in Abb. 17.7 auf einer Seite des Hebels in entgegengesetzter Richtung angreifen, dann haben wir einen einseitigen Hebel vor uns. Versuch: Hänge bei waagrechter Lage der Hebelstange in l1 = 10 cm Entfernung von der Drehachse einen Körper mit F1 = 1N Gewicht an: Halte dem dadurch hervorgerufenen Drehmoment an einem Kraftarm l2 = 20 cm auf derselben Seite der Drehachse mit der Kraft F2 das Gleichgewicht (Abb. 17.7)! Miss diese mit einer Federwaage. Überprüfe mit dem Versuchsergebnis, dass auch für den einseitigen Hebel gilt: F1 · l1 = F2 · l2 Ganz entsprechend gilt das Hebelgesetz für jeden beliebig geformten Hebel. Beim Winkelhebel schließen die Hebelarme einen Winkel ein, durch dessen Scheitel die Drehachse geht (Abb. 17.8). Dabei sind die Kraftarme l1 und l2 wiederum die jeweiligen Normalabstände der Drehachse von den Wirkungslinien der Kräfte. 17.5 Das schwerere Kind muss näher bei der Drehachse sitzen als das leichtere, wenn Gleichgewicht herrschen soll. F1 = 1 N F2 = 0,5 N l1 = 10 cm l2 = 20 cm l1 l2 F1 F2 S 17.6 Der Schubkarren ist ein einseitiger Hebel. Der Kraftarm ist lang, der Lastarm ist kurz. 17.7 Einseitiger Hebel. Auch hier gilt das Hebelgesetz: F1 · l1 = F2 · l2 F1 F2 l1 l2 17.8 Auch beim Winkelhebel ist F1 · l1 = F2 · l2. (Das Gewicht der Hebelarme ist in der Abbildung nicht berücksichtigt.) 17.9 Der Unterkiefer wird durch den äußeren Flügelmuskel geöffnet und durch den Schläfenmuskel und den großen Kaumuskel geschlossen. Die „Beißkraft“ des Menschen beträgt rund 784N – jene eines Weißen Hais (das lebende Tier mit der größten Beißkraft) 17640N. Die größte bekannte Beißkraft – das zehnfache des Weißen Hais – hatte der ausgestorbene Hai Megalodon. Schläfenmuskel äußerer Flügelmuskel Kaumuskel Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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