Physik 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 ( zweiarmigen) Hebel (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. Hebel und drehmoment aufgaben mit lösung e. 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 F 1, F 2 und die Hebelarme l 1, l 2 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.
Das Hebelgesetz besagt auch, dass sich ein Hebel immer dann im Gleichgewicht befindet, wenn alle anliegenden Drehmomente Null ergeben. Einseitige und zweiseitige Hebel Einseitiger Hebel: Hier wirken die Kräfte vom Drehpunkt aus betrachtet auf der gleichen Seite. Abbildung einseitiger Hebel: Kraft F 1 bewirkt ein rechtsdrehendes Drehmoment (M 1), F 2 ein linksdrehendes Drehmoment (M 2) Zweiseitiger Hebel: Hier wirken die Kräfte auf unterschiedlichen Seiten des Drehpunktes. Abbildung zweiseitiger Hebel: Kraft F 1 ist ein linksdrehendes Drehmoment (M 1), welches Kraft F 2, ein rechtsdrehendes Drehmoment (M 2) verursacht Vorzeichenregelung für Momente Bei der Berechnung eines Drehmoments gilt es auch auf das korrekte Vorzeichen zu achten. Es gibt eine Regel, nach der ein Drehmoment entweder ein positives oder ein negatives Vorzeichen erhält. Es ist auch die Rede von einem positiv bzw. Hebel und drehmoment aufgaben mit lösung 3. negativ gerichteten Moment. Vorzeichenregelung für Drehmomente Die Vorzeichenregel bei Drehmomenten lautet: - Bei Drehung gegen den Uhrzeigersinn => positives Moment - Bei Drehung im Uhrzeigersinn => negatives Moment Die Vorzeichenregelung für Momente ist in der Grafik oben nochmal veranschaulicht.
Das Scherengitter wird von zwei Hydraulikzylindern bewegt. Zur Anfrage Rainer vom 27. 4. 2010 Ergänzung… Kommentar Janus Biegemoment M = F • r Ergänzung… Kommentar sami Beispiel: Winkelhebel mit drei Kräften. Es sind unterschiedliche Hebelarme eingezeichnet. Unbekannt ist F 2. Vorgehensweise: 1. Welche Hebelarme gehören zu den Kräften F 1 = 450 N, F 2 =? und F 3 = 141 N? 2. Momentengleichung aufstellen: Summe aller M rechts = Summe aller M links. 3. Nach F 2 umstellen 4. F 2 berechnen. Lösungen: 1. Hebelarme und Kräfte müssen einen rechten Winkel miteinander bilden: Es gehören demnach zusammen F 1 und b, F 2 und d. Zur Kraft F 3 gibt es keinen passenden Hebelarm. Lösung: F 3 wird in ihre Teilkräfte F 3x und F 3y zerlegt. Zu F 3y gehört Hebelarm e. Materialien für den Technikunterricht • tec.Lehrerfreund. b = 10 cm d = 9, 5 cm e = 26 cm 2. Momentengleichung: Am Hebel muss Gleichgewicht herrschen. Gleichgewicht herrscht, wenn Summe aller M rechts = Summe aller M links, also: F 2 · d + F 3y · e = F 1 · b Pythagoras: Bei 45° wird aus F 3 = 141 N F 3y = 100 N.
Nach F 2 umstellen F 2 = (F 1 · b – F 3y · e): d = (450 N · 10 cm – 100 N · 26 cm): 9, 5 cm 4. F 2 = 200 N Ergänzung… Kommentar Tobias Ergänzung... Kommentar Janine am 24. 9. 2011 So sieht die Kräftesituation am Lochstempel aus. Die Kraft F B wird vom Locher-Handhebel erzeugt. : Ergänzung Kommentar Alex Ergänzung Kommentar Mathusa Emmanuel Ergänzung... Kommentar Mathies am 9. Hebel und Drehmoment. 6. 2012 Ergänzung Kommentar Raimund Ergänzung… Kommentar sto Ergänzung… Kommentar Jenny Ergänzung Kommentar jayjay gelöscht