32 Von den vielen Anwendungen des Hebels sollen nur einige aufgezählt werden: Schaukelbrett (Wippe), Schere, Zange, Pinzette, Schubkarren, Klaviertaste, Pumpenschwengel, Schlagbaum (Abb. 17.12), Brechstange, Hebebaum, Türklinke, die Ruder von Booten, der menschliche Unterarm sowie alle Gliedmaßen bei Mensch und Tier, der Unterkiefer (Abb. 17.9) usw. Eine der wichtigsten Anwendungen des Hebels waren früher die Waagen. Praktisch verschwunden ist die gleicharmige Hebel- oder Balkenwaage. Bei ihr war der Waagebalken ein zweiseitiger, gleicharmiger, möglichst symmetrisch ausgeführter Hebel. Abb. 17.10 zeigt eine früher vor allem in Apotheken und Laboratorien verwendete Waage. Gelegentlich noch zu finden ist die Schnellwaage (Abb. 17.11). Sie ist ein zweiseitiger, ungleicharmiger Hebel. Am kürzeren Arm wird in einem festen Abstand von der Drehachse die Last angehängt. Am längeren Arm wird ein Laufgewicht so lange verschoben, bis es mit der Last das Gleichgewicht hält. Der Waagebalken steht dann waagrecht. An der angebrachten Skala kann direkt die Masse der Last abgelesen werden. Je größer die Last, desto länger muss der Hebelarm für das Laufgewicht sein. Heute kann man allerdings nur mehr bei wenigen Waagen erkennen, ob sie Hebelwaagen sind. Es gibt Raubtiere (Abb. 17.13), die besonders stark und schnell zubeißen können. Ein Beispiel dafür ist der Tiger. Schon sein erster Biss ist für das gejagte Tier meistens tödlich. Krokodile sind imstande, ihr Maul so schnell zu schließen, dass sich ihre Beute kaum mehr losreißen kann. Die Kiefer dieser Raubtiere können als Hebel angesehen werden. Sie sind mit kräftigen Muskeln ausgestattet, sodass sie das Hebelgesetz für ihren starken und schnellen Biss nützen können. Du bist dran – zeige deine Kompetenz: 17.1 In welchen der oben genannten Anwendungen ist der Hebel einseitig, in welchen zweiseitig? Gib jeweils die Drehachse sowie die Angriffspunkte der Kräfte durch eine Skizze an. 17.2 Wodurch unterscheiden sich Zange und Nussknacker? 17.3 Abb. 17.12 zeigt einen Schlagbaum. Gib die Art des Hebels an. Wie würdest du seinen Gleichgewichtszustand bezeichnen, nachdem er praktisch in jeder Lage in Ruhe bleibt? 17.4 Worin liegt der Hauptvorteil der Schnellwaage? 17.10 Gleicharmige Balkenwaage 17.11 Schnellwaage: l1 und F2 bleiben immer gleich groß, l2 ändert sich mit F1; F1 · l1 = F2 · l2. F1 F2 l2 l1 Last Laufgewicht 17.12 Schlagbaum 17.13 Tiger mit Beute Das Produkt Kraft × Kraftarm wird Drehmoment der Kraft genannt. Hebelgesetz: Kraft1 × Kraftarm1 = Kraft2 × Kraftarm2 F1 · l1 = F2 · l2 Die Hebelwirkung wird bei Scheren, Zangen, Pinzetten, Schubkarren, Brechstangen, Schlagbäumen, Türklinken, Gliedmaßen des Menschen usw. ausgenützt. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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