Erklärung — schiefe Ebenen in Verkleidung
Keil und Schraube sind versteckte schiefe Ebenen.
- Keil:Wird mit kleiner Kraft über die lange Keilfläche getrieben und drückt den Werkstoff quer dazu mit großer Kraft auseinander.
- Schraube:Ist eine schiefe Ebene, die um einen Zylinder gewickelt ist — das Gewinde bildet die Rampe.
- Gemeinsames Prinzip:Beide sparen Kraft über denselben langen Weg wie die schiefe Ebene.
Die Schraube als abgewickelte Rampe
Die unterste Windung der Schraube entspricht abgewickelt einer geraden Rampe: Ihr Umfang wird zur Länge der Rampe, die Gewindesteigung zu deren Höhe. Durchmesser und Steigung bestimmen, wie stark diese Rampe geneigt ist.
Halte fest: Der Umfang der Schraube ist die Länge der Rampe und die Gewindesteigung ihre Höhe — ein feineres Gewinde macht die Rampe flacher.
Keillänge, der lange Weg entlang der Keilfläche.
Keildicke am hinteren Ende, der kurze Weg quer dazu.
Gewindesteigung, die Höhe pro Umdrehung der Schraube.
Schlankere Werkzeuge wirken stärker — aber nicht ohne Preis.
- Schlanker Keil / feineres Gewinde:Vergrößert die Wirkung, kostet aber mehr Hammerschläge bzw. Umdrehungen.
- Längerer Schraubenschlüssel:Verstärkt die Wirkung zusätzlich, weil das Hebelgesetz mitwirkt.
- Vereinfachung:Die in Wirklichkeit große Reibung wird beim Rechnen vernachlässigt.
Hinweise
Drei Griffe helfen dir, Keil und Schraube schnell richtig zu behandeln.
Suche zuerst die schiefe Ebene: beim Keil die Keilfläche, bei der Schraube das Gewinde. Dort greift die kleine Kraft an.
Bringe Keillänge und Keildicke zuerst auf die gleiche Einheit, z. B. 12 cm zu 120 mm. Ist ein Keil so dick wie lang, wandelt er keine Kraft mehr um.
Nutze nur das Verhältnis der Längen: Ist die Keilfläche sechsmal so lang wie die Keildicke, wird die Kraft sechsmal so groß — bei der Schraube gilt Umfang zu Steigung entsprechend.