Erklärung — Geräte, die Kräfte umformen
Ein Kraftwandler ändert Betrag oder Richtung einer Kraft.
- Beispiele:Hebel, Wippe, feste und lose Rolle, Flaschenzug, schiefe Ebene, Keil, Schraube.
- Richtung:Manche Geräte drehen nur die Richtung der Kraft um.
- Betrag:Manche machen die nötige Kraft kleiner, manche absichtlich größer.
Richtung, kleiner oder größer?
Acht Kärtchen — Fahnenmast, Wippe, Flaschenzug, Rampe, Wagenheber, Nussknacker, Zange und Spaltkeil — gehören zu einem von drei Feldern: „ändert nur die Richtung“, „macht die nötige Kraft kleiner“ oder „macht die Kraft größer“.
Halte fest: Jedes Gerät findet in einem der drei Felder Platz, aber kein Feld heißt „spart Arbeit“ — das kann kein Kraftwandler.
Die Kraft, die man aufbringen muss — ihr Betrag oder ihre Richtung kann sich ändern.
Der Weg, den man dabei zurücklegt — wer Kraft spart, muss ihn verlängern.
Kraft sparen hat immer einen Preis.
- Tausch:Wer Kraft spart, braucht dafür einen längeren Weg.
- Regel:Die Goldene Regel der Mechanik fasst diesen Tausch später zusammen.
- Ausblick:Die einzelnen Geräte lernst du in den folgenden Unterkapiteln kennen.
Hinweise
Drei Griffe helfen dir, jedes neue Gerät sofort richtig einzuordnen.
Frag bei jedem Gerät: Wird die Kraft kleiner, größer, oder bleibt nur die Richtung anders?
Kräfte werden immer in Newton angegeben, z. B. 12 N. Die feste Rolle ändert nur die Richtung — die Zugkraft bleibt so groß wie die Last.
Wird die Kraft auf ein Viertel kleiner, wird der Weg viermal so lang. Kraft mal Weg bleibt gleich — so prüfst du jedes Ergebnis im Kopf.