WH54 Fachwortlexikon
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WH54 Einseitiger Hebel


Mechanik-Versuch für eine umgekehrt proportionale Gleichung


Basiswissen


y=10:x - diese Formel passt auf die Kraft y in Newton, die man benötigt, wenn man den Hebel in einer Entfernung von x Zentimetern vom Drehpunkt hält und damit waagrecht halten will. Der Versuch zeigt die Funktionsweise einer Formel.

Aufbau


◦ Der Hebel steht auf einem 40 cm langen und 20 cm breiten Holzbrett.
◦ An zwei L-Stücken aus Messing ist ein etwa 40 cm langes Kantholz angebracht.
◦ Symmetrisch um den Mittelpunkt (der Länge nach) sind 6 Reißzwecken eingesteckt.
◦ Die Reißzwecken dienen dazu, die Kantholzmasse auf gut 50 Gramm zu erhöhen.
◦ Der Grund dafür ist, dass man mit 50 Gramm besser rechnen kann als z. B. 47 g.
◦ Das Kantholz kann frei um einen Nagel (als Welle) drehen.
◦ Der Nagel verläuft zwischen den zwei L-Stücken aus Messing.
◦ Der Nagel ist der Drehpunkt des Kantholzes.
◦ Von oben nach unten sind dünne Löcher in dem Kantholz.
◦ Der Abstand von Lochmitte zu Lochmitte ist immer 1 cm.
◦ Das erste Loch ist 1 cm entfernt vom Drehpunkt.
◦ Das letzte Loch ist 39 cm entfernt vom Drehpunkt.
◦ Zum Versuch gehört ein gelber Kunsstoff-Faden von mindestens 30 cm Länge.
◦ Der Faden hat an einem Ende einen dicken Stopperknoten.
◦ Der Knoten muss viel größer sein als der Durchmesser der Löcher.
◦ Das andere Ende des Knotens ist spitz, ohne Knoten oder Schlaufe.
◦ Dieses offene Ende ist mit einer Streichholzflamme verklebt, dass es nicht ausfranst.

Verwendung


◦ Das spitze Ende (ohne Knoten steckt man von unten durch ein Loch.
◦ Dann zieht man daran so lange, bis der Knoten am Loch ist.
◦ Dann Knotet man am oberen Ende eine Schlaufe, z. B. einen => Palstek
◦ Dort kann man einen Kraftmesser einhängen, z. B. => WH54 Federkraftmesser

Zweck


◦ Mit der Anordnung kann man das Hebelgesetz der Mechanik nachvollziehen.
◦ Mehr dazu unter => einseitiger Hebel

Messbeispiele


◦ Alles gemessen mit blauem => WH54 Federkraftmesser
◦ Ohne zusätzliches Gewicht auf dem Balken: Zugkraft am Faden bei 4 cm: 2,5 Newton
◦ Ohne zusätzliches Gewicht auf dem Balken: Zugkraft am Faden bei 20 cm: 0,5 Newton
◦ Ohne zusätzliches Gewicht auf dem Balken: Zugkraft am Faden bei 38 cm: 0,26 Newton

Formel


◦ Die folgende Formel berechnet, mit welcher Kraft y man senkrecht nach oben am Faden ziehen muss,
◦ sodass a) der Balken kein Gewicht trägt und b) der Balken waagrecht verläuft:
◦ y = 10:x
◦ y = 10/x

Legende


◦ y = Kraft in Newton, mit der man am Faden nach oben ziehen muss
◦ x = Abstand des Fadens vom Drehpunkt in cm (ist auf Balken markiert)

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