Wir fassen zusammen
Die Drehwirkung:
- Die Drehwirkung einer Kraft ist umso größer, je stärker die Kraft ist.
- Die Drehwirkung einer Kraft ist umso größer, je größer der Abstand zwischen Kraft und Drehpunkt ist.
Das Hebelgesetz:
- Hebelgesetz: Kraft x Kraftarm = Last x Lastarm
- Sind die beiden Hebelarme gleich lang, so müssen auch die beiden Kräfte gleich groß sein, damit der Hebel im Gleichgewicht ist.
- Sind die Hebelarme unterschiedlich lang, so muss am kürzeren Hebel die größere Kraft angreifen.
Ein- und zweiseitiger Hebel:
- Bei einem zweiseitigen Hebel wirken vom Drehpunkt aus auf beiden Seiten der Hebelstange Brettes Kräfte.
- Bei einem einseitigen Hebel wirken vom Drehpunkt aus gesehen alle Kräfte auf der gleichen Seite. Dabei muss eine Seite nach oben und eine nach unten wirken.
Der Schwerpunkt:
- Jeder Körper hat einen Schwerpunkt. Er befindet sich im Schnittpunkt der Schwerlinien.
- Im Schwerpunkt greift die Gewichtskraft an.
- Wenn man einen Körper im Schwerpunkt unterstützt, bleibt er im Gleichgewicht.
Die Standfestigkeit:
- Ein Körper fällt um, wenn sein Schwerpunktlot an eine Stelle außerhalb seiner Bodenfläche fällt.
- Je größer die Bodenfläche eines Körpers ist und je tiefer sein Schwerpunt liegt, umso größer ist seine Standfestigkeit.
- Auch ein größeres Gewicht verbessert die Standfestigkeit eines Körpers.
Das Gleichgewicht:
- Es gibt stabiles, labiles und unbestimmtes Gleichgewicht.
- Befindet sich der Schwerpunkt eines Körpers in der tiefst möglichen Lage, so hat der Körper stabiles Gleichgewicht. Wenn man ihn auslenkt, kehrt er von selbst wieder in seine Ausgangslage zurück kehrt.
- Befindet sich der Schwerpunkt eines Körpers in der höchsten möglichen Lage, so hat der Körper labiles Gleichgewicht. Wenn man ihn auslenkt, kippt er um.
- Bleibt der Schwerpunkt immer gleich hoch, wenn wir den Körper bewegen, so befindet sich der Körper im unbestimmten Bleichgewicht. Er bleibt an jeder Stelle stehen bzw. liegen.
- Eine Kugel ist in einer Mulde im stabilen, auf einer Kuppe im labilen und auf einer horizontalen Ebene im unbestimmten Gleichgewicht.
Rollen:
- Eine feste Rolle wirkt wie ein zweiseitiger Hebel mit gleich langen Hebelarmen.
- Eine feste Rolle kann Kräfte umlenken, ändert aber die Größe der Kraft nicht.
- Eine lose Rolle wirkt wie ein einseitiger Hebel, bei dem der Kraftarm doppelt so lang ist wie der Lastarm.
- Eine lose Rolle halbiert die notwendige Kraft, verdoppelt aber den notwendigen Weg.
- Die goldene Regel der Mechanik lautet: Was man an Kraft gewinnt, verliert man an Weg.
Seilmaschinen:
- Ein Flaschenzug besteht aus mehreren festen und losen Rollen.
- Bei einem Flaschenzug mit zwei festen und zwei losen Rollen sinkt die erforderliche Kraft auf ein Viertel. Allerdings muss man vier mal so weit ziehen, wie sich die Last bewegt.