Hebelgesetze in der Mechanik - Übungen und Aufgaben

Welche der folgenden Aussagen sind richtig?

1) Allgemein versteht man unter einem Hebel eine kraftumformende Einrichtungen, die dazu dient, mit kleinen Kräften zum Teil große Kräfte zu bewirken. Wichtig sind aber die "energetischen" Betrachtungen.

a) Mit einer Hebelwirkung spart man mechanische Arbeit ein, zum Heben eines Körpers wird weniger Kraft benötigt.

b) Mit einer Hebelwirkung wird keine "mechanische" Arbeit gespart, es wird die notwendige Kraft zum Heben eines Körpers verringert, wobei sich der zurückzulegende Weg vergrößert.

2) Betrachtet man die Arten von Hebeln, kann zwischen zwei Hebeln unterschieden werden, der einseitige und der zweiseitige Hebel. Unterscheidbar sind beide Arten, je nachdem auf welcher Seite des Hebels Kräfte angreifen. Bei nachfolgendem Bild handelt es sich um

zweiseitiger Hebel

a) einen zweiseitigen Hebel

b) einen einseitigen Hebel

3) Zu unserem Glück gelten für einseitige und zweiseitige Hebel die gleichen Gesetze. Befindet sich ein Hebel im Gleichgewicht, so gilt das Hebelgesetz

a) F(1) · r(1) = F(2) · r(2)

b) F(1) : r(1) = F(2) : r(2)

4) Aufgabe: Eine Kiste mit einem Gewicht von m = 1.000 Kg soll durch einen Menschen mit einem Gewicht vom m = 60 Kg soll mit Hilfe eines zweiseitigen Hebels gehoben werden. Die Kiste befindet sich dabei mit einem Lastarm von 1m Länge. Wie lang muss der Kraftarm sein, auf dem der Mensch steht? Zuerst einmal müssen wir die Kräfte berechnen, die an den Hebeln "angreifen"

a) Die Kraft resultiert aus der Differenz der beiden Gewichte

b) Die Kraft resultiert aus der jeweiligen Gewichtskraft: F = m · g

5) Lösung der Aufgabe 4.

a) Der Kraftarm muss mindestens 16,7 m lang sein.

b) Der Kraftarm muss mindestens 10,3 m lang sein.

6) Nochmal zurück zu den unterschiedlichen Arten von Hebeln. Den zweiseitigen Hebel kennt so gut wie jeder (z.B. eine Wippe), aber wie sieht ein einseitiger Hebel aus. Allgemein besteht ein einseitiger Hebel aus einem Drehpunkt und einem oder zwei Hebelarmen, die jedoch in die gleiche Richtung weisen.

a) Falsch

b) Richtig

7) Auch bei dem einseitigen Hebel gilt (wie in Aufgabe 3 erwähnt), dass gleiche Gesetz wie bei dem zweifachen Hebel

a) F(1) · r(1) = F(2) · r(2) , Kraft x Kraftarm = Last x Lastarm

b) F(1) : r(1) = F(2) : r(2)

Physik Test – Hebel (in der Mechanik)

Suche