🔧 Kraftumformende Einrichtungen

🎯 Hebel-Simulation

Kraft F₁: 20 N

Kraftarm l₁: 8 cm

Lastarm l₂: 4 cm

F₁ · l₁ = 160 N·cm

F₂ · l₂ = 160 N·cm

Benötigte Kraft F₂ = 40 N

💡 Beobachtung: Je länger der Kraftarm, desto weniger Kraft benötigst du! Das Hebelgesetz: F₁ · l₁ = F₂ · l₂

📐 Schiefe Ebene

Gewicht: 60 N

Winkel α: 30°

Gewichtskraft (direkt heben): 60 N

Kraft an der Rampe: F = G · sin(α) = 30 N

Kraftersparnis: 50%

💡 Beobachtung: Flachere Rampe = weniger Kraft nötig, aber längerer Weg! Die Rampe "zerlegt" die Gewichtskraft.

⚙️ Rollen und Flaschenzug

Last: 80 N

Rollen-Typ:

Seil ziehen: 0 cm

Zu hebende Last: 80 N

Kraftübersetzung: 1:2

Benötigte Zugkraft: 40 N

Last gehoben um: 0 cm

Seil gezogen um: 0 cm

💡 Faustregel: Feste Rolle ändert nur die Richtung. Lose Rolle halbiert die Kraft. Flaschenzug: Kraft = Last ÷ Anzahl tragender Seile.
Goldene Regel: Seil-Weg = Anzahl Seile · Last-Weg

🏆 Die Goldene Regel der Mechanik

F₁ · s₁ = F₂ · s₂

Was du an Kraft sparst, musst du an Weg dazu geben!

Kleine Kraft F₁: 10 N

Langer Weg s₁: 60 cm

Arbeit = F₁ · s₁ = 600 N·cm

Kurzer Weg s₂ (fest): 15 cm

Große Kraft F₂ = Arbeit ÷ s₂ = 40 N

🔧 Schraubenschlüssel
Längerer Griff = weniger Kraft

🏔️ Serpentinenstraße
Längerer Weg = weniger Steigung

✂️ Schere
Längere Griffe = leichteres Schneiden

🏗️ Kran
Flaschenzug reduziert Kraft