So spielst du Hebel-Labor
- Wähle einen Hebel und lies auf der Karte seine Art, die Last W und die Hebelarme.
- Finde Drehpunkt, Last und Kraft und miss beide Arme vom Drehpunkt aus.
- Nutze das Hebelgesetz, F·d_e = W·d_l, um die Kraft, die Lage des Drehpunkts oder den Kraftarm zu finden, und tippe auf Drücken.
- Beobachte die Anzeige: Die Last hebt sich, sobald das Moment der Kraft die Linie erreicht.
Wie vervielfacht ein Hebel die Kraft?
Ein Hebel ist eine starre Stange, die sich um einen festen Punkt dreht, den Drehpunkt. Eine Last W drückt am Lastarm d_l auf ihn, und du drückst mit einer Kraft F am Kraftarm d_e. Der Hebel ist im Gleichgewicht, wenn die Momente um den Drehpunkt gleich sind: F·d_e = W·d_l. Also F = W·d_l ÷ d_e, und die Kraftübersetzung ist W ÷ F = d_e ÷ d_l. Bei einem Hebel 1. Art, wie Brecheisen, Schere oder Wippe, liegt der Drehpunkt zwischen Kraft und Last. Bei einem Hebel 2. Art, wie Schubkarre oder Nussknacker, liegt die Last zwischen Drehpunkt und Kraft, also ist die Übersetzung immer größer als 1. Bei einem Hebel 3. Art, wie Unterarm, Pinzette oder Angelrute, liegt die Kraft zwischen Drehpunkt und Last, also ist die Übersetzung kleiner als 1: Du drückst stärker als die Last, aber die Last bewegt sich weiter und schneller.
Ein fokussiertes Lernmodell
Der Hebel ist leicht und starr, und jede Kraft wirkt senkrecht zu ihm. Die Kraft wächst gleichmäßig von null über 2 s; die Last hebt sich genau dann, wenn F·d_e den Wert W·d_l erreicht, exakt berechnet, und ein Moment, das weniger als 0,05 % darunter liegt, zählt. Danach dreht sich der Hebel in 1 s um 8°, während die Kraft gehalten wird, also hebt sich die Last um d_l·sin θ, während deine Hand d_e·sin θ zurücklegt. Läuft in Echtzeit.