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Hebel 08:47 min

Textversion des Videos

Transkript Hebel

Hallo!  Ich möchte mit euch heute die Fragen klären: Wie funktioniert ein Hebel und was ist ein Hebel überhaupt? Also, 2 Fragen, und wir beginnen heute mal von hinten, also mit der Frage 2 - was ist ein Hebel? Schauen wir uns dazu 3 Beispiele an: Diese Zange hier ist ein Hebel. Oder diese Wippe beinhaltet auch einen Hebel. Und schließlich die Schubkarre, die von einem Menschen geschoben wird, ist auch ein Hebel. Was haben also diese Dinge gemeinsam? Sie alle besitzen einen Punkt, an dem sie drehbar sind, die Zange hier, die Wippe hier und die Schubkarre direkt am Rad. Das nennt man eine Achse. Es sind also feste Körper, die drehbar um eine feste Achse sind.  Und was bringen uns Hebel? Die Zange zum Beispiel erleichtert es uns, Dinge ganz fest zu halten. Die Schubkarre hilft uns, ganz schwere Lasten zu transportieren. Und mit der Wippe kann man schnell hoch und runter wippen, das macht Spaß. Also Hebel können uns anscheinend den Alltag ziemlich erleichtern. Und wie funktionieren sie nun? Betrachten wir dazu die Zange mal genauer und malen ein Modell von ihr. Hier befindet sich der Drehpunkt, um den sich der Lastarm dreht, der sich auf der Seite der Last befindet, und der Kraftarm dreht sich ebenfalls um den Drehpunkt. Dieser befindet sich auf der Seite, auf der wir die Kraft ausüben. Entsprechend den Armen befindet sich dann auf dieser Seite die Kraft FL und auf der anderen Seite die Kraft FK.  Hier tritt nun das Hebelgesetz in Kraft. Dieses besagt, dass die Kraft FK mal dem Kraftarm das gleiche ist, wie die Kraft FL mal dem Lastarm. Das bedeutet zum Beispiel, je länger der Kraftarm, umso geringer ist die benötigte Kraft FK. Also, wenn der Kraftarm die Länge lK hat und der Lastarm die Länge lL, so heißt das Hebelgesetz FK×lK=FL×lL. Kehren wir noch mal zu unserem Beispiel der Wippe zurück. Das Kind sitzt nun alleine auf der Wippe. Es drückt mit einer Lastkraft von 300 N. Das Kind befindet sich in einem Abstand lL von 3 m zu dem Drehpunkt. Die Frage ist nun, wo muss sich die Mutter hinsetzen, damit die Wippe ins Gleichgewicht kommt? Betrachten wir dazu unser Hebelgesetz. Wir kennen bereits FL und lL. Um lK nun herauszufinden, müssen wir nur noch wissen, wie viel Kraft die Mutter auf die Wippe ausübt, wenn sie sich darauf setzt. Diese Kraft, FK, beträgt 600 N. Wir können nun die uns bereits bekannten Werte in das Hebelgesetz einsetzen. Das sind 600 N von der Mutter ×lK, das kennen wir ja auch noch nicht, =300 N, von dem Kind, ×3 m, der Abstand zum Drehpunkt. Um nun lK herauszubekommen, müssen wir durch 600 N teilen und das ergibt dann für lK 1,5 m. Die Mutter muss sich also im Abstand von 1,5 m zum Drehpunkt auf die Wippe setzen. Das ist genau die Hälfte des rechten Wippenarmes. Die Erfahrung habt ihr sicherlich auch alle schon gemacht, dass sich schwerere Leute näher zum Drehpunkt setzen müssen als leichtere, um das Gleichgewicht der Wippe zu erlangen. Nun zum Beispiel der Schubkarre: Wo befindet sich denn hier der Kraftarm und wo der Lastarm? Die beiden Arme liegen auf der gleichen Linie. Der Lastarm lL geht vom Drehpunkt bis zum Ende der Last. Der Kraftarm LK fängt am selben Ort an und geht aber weiter, bis zum Ende der Hebel. Die Kräfte wirken dann an diesen Orten. Nehmen wir an FL und lK sind konstant, dann heißt das, je kürzer der Lastarm ist, desto kleiner ist auch die Kraft, die zu tragen ist. Und umgekehrt - je größer die Last ist, desto besser ist es, wenn der Kraftarm länger ist. Das führt uns direkt zur Goldenen Regel der Mechanik. Wir heben ja die Beine der Schubkarre in Wirklichkeit nur ein ganz kleines Stück nach oben, sodass wir sie fahren können. Die Hebel aber müssen wir viel mehr hochheben. Dafür haben wir aber auch eine Verringerung der Kraft FK. Also ist auch der Hebel, wie der Flaschenzug übrigens, ein Kraftwandler. Es gilt das Gesetz: Arbeit ist gleich Kraft mal Weg. Oder mathematisch: W=F×S. Das heißt, wenn wir eine Verringerung der Kraft haben, müssen wir dafür eine Verlängerung des Weges in Kauf nehmen. Aha! Das sind also Hebel! Und so funktionieren sie! Und damit bin ich am Ende dieses Videos über Hebel.

Informationen zum Video
32 Kommentare
  1. Download

    ja

    Von Ks Freak , vor 5 Tagen
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    Ich fand dieses Video sehr hilfreich in Bezug auf "Kraftarm" und "Lastarm", da oft die Formel: F1 mal a1 = F2 mal a2 verwendet wird. Das andere war vielleicht etwas zu viel auf einmal, aber trotzdem sehr gut erklärt.

    Von Ekr Forstner, vor etwa einem Monat
  3. Default

    es wer gut wenn die ganzen abkürzungen erklärt werden

    Von Sivaram Y., vor mehr als einem Jahr
  4. Default

    ich dreh durch

    Von Sivaram Y., vor mehr als einem Jahr
  5. Default

    @Domopol Fk x lk= Kl ll

    300N x 3m=900Nm

    Also muss lk mal die 600N auch 900Nm ergeben

    Also:600N x 1.5m=900Nm

    Von Babaksina2, vor etwa 2 Jahren
  1. Default

    Wie ist man eigentlich auf 1,5 lk gekommen ? Da doch 600 : 300 mal 3 nicht 1,5 ist.

    Von Dompol, vor mehr als 2 Jahren
  2. Default

    Dankeschön *-*
    Super erklärt :)

    Von Dompol, vor mehr als 2 Jahren
  3. Default

    super erklärt!

    Von Lanou 70, vor fast 3 Jahren
  4. Nikolai

    @Tiamheidari: Ich möchte eigentlich nicht die komplette Lösung direkt unter das Video schreiben. Du kannst deine Frage im Fach-Chat Mo-Fr 17-19 Uhr stellen. Dort wird dir auf jeden Fall geholfen!

    Ich will nur so viel verraten: Die Schubkarre ist ein einseitiger Hebel. Es gibt zwei Hebelarme, deren Länge ist gegeben, und zwei wirkende Kräfte. Die Gewichtskraft der Last kannst du dir leicht aus ihrer Masse berechnen F_L=m*g. Jetzt haben wir drei der vier Größen die im Hebelgesetzt vorkommen gegeben. Also einfach das Hebelgesetzt aufstellen und nach der unbekannten Kraft auflösen.

    Vielleicht kannst du die Aufgabe mit dieser Hilfestellung lösen. Falls nicht wird dir der Fach-Chat gerne weiterhelfen!

    Beste Grüße

    Von Nikolai P., vor etwa 3 Jahren
  5. Default

    kann mir jemand zur anschließenden frage für das video einen rechenweg zeigen? das wäre nett weil ich komm nicht auf das ergebnis...

    Von Tiamheidari, vor etwa 3 Jahren
  6. Nikolai

    @Gerrit: Da muss ich dir recht geben. Es wird auch bald noch ein neues Video zum Thema Hebel geben.

    Von Nikolai P., vor etwa 3 Jahren
  7. Default

    Kleiner Fehler bei 6:46, der Lastarm geht bis zum Schwerpunkt der Last und nicht bis zum Ende der Last.
    Stichwort: Schwerpunkte von Körpern.

    Von Gerrit I., vor mehr als 3 Jahren
  8. Default

    okii, vielen Dank schon im Voraus

    Von Fabienne S., vor mehr als 3 Jahren
  9. Nikolai

    @Fabienne: Deine Fragen kannst du bei uns im Physik Fach Chat stellen. Mo-Fr 17:00-19:00. Die helfen dir gerne weiter!

    Von Nikolai P., vor mehr als 3 Jahren
  10. Default

    Danke für die Hilfe
    bei weiteren Fragen kann ich mich bestimmt auch noch an euch wenden.
    Halte meine GFS nämlich in Physik über Hebel :)

    Von Fabienne S., vor mehr als 3 Jahren
  11. Spellbookofjudgment

    gut

    Von Bilal Baroud, vor mehr als 3 Jahren
  12. Nikolai

    @Fabienne: Das große F steht für eine Kraft (engl. force). Das tiefgestellte L bedeutet das diese Kraft an dem Lastarm wirkt und das tiefgestellte K soll andeuten das sie auf der Seite des Kraftarm wirkt. Ein kleines l wird für die Länge der Hebelarme verwendet und die tiefgestellten L und K geben an ob es sich um die Länge des Kraft- oder Lastarm handelt.

    Von Nikolai P., vor mehr als 3 Jahren
  13. Default

    Was bedeutet bei Fk und lk das grosse F und l??
    Kann mir da jemand helfen??

    Von Fabienne S., vor mehr als 3 Jahren
  14. Dsc07727

    Sehr Gut Erklärt aber das mit Fl Fk und so hab ich nicht verstanden aber hat mir trotzdem geholfen

    Von Bers T., vor mehr als 3 Jahren
  15. Default

    Gut und langsam erklärt aber wir hatten nur f1;f2 und L1;L2...

    Von Armin Bartsch, vor mehr als 3 Jahren
  16. Default

    fk und lk...

    mmmmmmmmmmmmmmmmmmmhhhmmmmmmmmmmm

    Von Idalina, vor mehr als 3 Jahren
  17. Default

    ?????????????

    Von Idalina, vor mehr als 3 Jahren
  18. Default

    was is denn das überhaupt?

    Von Idalina, vor mehr als 3 Jahren
  19. Default

    bei mir auch nicht :/

    Von Hubert123, vor etwa 4 Jahren
  20. Default

    bei mir lädt das video auch nicht..

    Von Jaasmin, vor etwa 4 Jahren
  21. Default

    das video lädt nicht..

    Von Carlosbaby, vor etwa 4 Jahren
  22. Default

    vielen dank,Ihre Videos kann man gut verstehen und retten mir die Physikarbeiten

    Von Marvin Meyer, vor mehr als 6 Jahren
  23. Default

    bilal B. fürt kein selbstgeschpräche!!!

    Von Hsvelix, vor fast 7 Jahren
  24. Spellbookofjudgment

    toll!

    Von Bilal Baroud, vor fast 7 Jahren
  25. Default

    mir rettet das video den physiktest danke Sandra H.

    Von Chrissi97, vor fast 7 Jahren
  26. Lopez

    gutes video aber die kommentare im video sind sehr unnütz

    Von Blackstar, vor etwa 7 Jahren
  27. Default

    Konnte man sehr gut verstehen. :)

    Von Jana Macht Argate Remmi Demmi, vor etwa 7 Jahren
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