Hebel & einfache Maschinen

Ein Flaschenöffner knackt einen Kronkorken, den deine Finger allein nie aufbekommen. Eine Schubkarre trägt Steine, die du kaum heben kannst, und auf der Wippe hebelt ein leichtes Kind ein schweres in die Luft. Hinter all dem steckt dieselbe Idee: der Hebel. Hier lernst du, wie er dir Kraft spart.

Das Hebelgesetz

Ein Hebel ist ein starrer Stab, der sich um einen Drehpunkt dreht. Ob er im Gleichgewicht ist, entscheidet nicht die Kraft allein, sondern Kraft mal Hebelarm. Der Hebelarm ist der Abstand vom Drehpunkt bis zu der Stelle, an der die Kraft angreift. Das Hebelgesetz sagt: Kraft mal Arm auf der linken Seite ist gleich Kraft mal Arm auf der rechten Seite. Zieht links eine Kraft von 20 N in 2 m Abstand nach unten, dann halten rechts 40 N in 1 m Abstand dagegen, denn 20 N · 2 m = 40 N · 1 m.

Langer Arm, wenig Kraft

Aus dem Hebelgesetz folgt der Trick, den alle Hebelwerkzeuge nutzen: Je länger dein Hebelarm, desto weniger Kraft brauchst du. Beim Flaschenöffner ist dein Griffarm viel länger als der kurze Arm am Kronkorken, deshalb reicht sanftes Drücken. Bei der Schubkarre liegt die Last nah an der Achse, deine Hände fassen weit hinten an, und schon trägst du schwere Steine mit kleiner Kraft. Ist dein Kraftarm sechsmal so lang wie der Lastarm, nennt man das einen 6-fachen Hebelvorteil: Du brauchst nur ein Sechstel der Kraft.

Nichts ist geschenkt

Einfache Maschinen wie Hebel, Rampe oder Flaschenzug zaubern keine Kraft herbei. Sie tauschen Kraft gegen Weg: Brauchst du nur halb so viel Kraft, bewegt sich deine Hand dafür doppelt so weit wie die Last. Von der Reibung abgesehen bleibt die Arbeit gleich, sie fühlt sich nur leichter an.