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Der Hebel ist eine einfache Maschine (Eine einfache Maschine ist eine mechanische Vorrichtung, die die Richtung oder Größe einer Kraft ändert) in Form eines starren, meist stabförmigen Körpers, der sich um eine Achse drehen kann und auf den Kräfte in einer Ebene senkrecht zur Drehachse wirken. Werden diese Kräfte auf einer Seite der Drehachse aufgebracht, spricht man von einem einarmigen Hebel (Bild 1), ansonsten von einem zweiarmigen Hebel (Bild 2).
Hat der Hebel eine Biegung, spricht man von einem Winkelhebel (Abb. 3.). Wenn nur zwei Kräfte auf einen Hebel wirken und ihre Beträge als Last (L) und Kraft (K) bezeichnet werden, gelten die Abstände ihrer Wirkungslinien von der Drehachse mit Lastarm (l) und Kraftarm (k), das sogenannte Hebelgesetz:
K * k = L * l
Am Hebel herrscht also Gleichgewicht, wenn das Produkt aus Kraft und Kraftarm gleich dem Produkt aus Last und Lastarm ist.
Das Produkt aus einer Kraft F und dem Abstand a seiner Wirkungslinie von der Drehachse wird als Drehmoment bezeichnet. Generell kann das Hebelgesetz mit diesem Begriff wie folgt formuliert werden:
Der Hebel ist ausgewuchtet, wenn die Summe der rechten Drehmomente gleich der Summe der linken Drehmomente ist. Wenn man die Linksdrehmomente positiv und die Rechtsdrehmomente negativ berechnet, kann man sagen:
Die Waage herrscht am Hebel, wenn die Summe aller Drehmomente D gleich Null i
st.
Der Hebel kann als Kraftumwandlungsvorrichtung bezeichnet werden (z.B. Rolle, Riemenscheibe (Eine Riemenscheibe ist ein Rad auf einer Achse oder Welle, das dazu bestimmt ist, die Bewegung und Richtungsänderung eines gespannten Seils zu unterstützen, die Stützschale wird als “Block” bezeichnet), geneigte Ebene (eine geneigte Ebene, auch als Rampe bezeichnet, ist eine flache, schräg geneigte Auflagefläche, deren eines Ende höher als das andere ist und als Hilfsmittel zum Heben oder Senken einer Last dient) ), in der Folgendes gilt: “Was Sie an Kraft sparen, müssen Sie zum Reisen hinzufügen” (goldene Regel (in der Mathematik sind zwei Größen im goldenen Schnitt, wenn ihr Verhältnis gleich dem Verhältnis ihrer Summe zur größeren der beiden Größen ist) der Mechanik).
Drehmoment ist ein Vektor; es ist ein Maß für die Rotationswirkung einer auf einen rotierenden starren Körper wirkenden Kraft (in der Physik ist ein starrer Körper eine Idealisierung eines festen Körpers, bei der die Verformung vernachlässigt wird). Die Größe (In Mathematik, Physik und Technik ist ein euklidischer Vektor ein geometrisches Objekt, das Größe und Richtung hat) M des Drehmoments (Drehmoment, Moment oder Moment der Kraft ist Drehkraft) ist gleich dem Produkt aus der Größe F der wirkenden Kraft und dem vertikalen Abstand d seiner Wirkungslinie vom Drehpunkt:
M = F * d
Ist r der Abstand des Angriffspunktes A der Kraft vom Drehpunkt D des betreffenden Körpers und g der Winkel zwischen der Kraftrichtung und der Verbindungslinie AD, so gilt der Wert M des Drehmoments:
M = F * d = F * r * singen
Einheiten: Newtonmeter (Der Newtonmeter ist eine Einheit des Drehmoments im SI-System) (Nm) Messgerät (Ein Messgerät ist ein Gerät zur Messung einer physikalischen Größe) : Drehmomentscheibe