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Kraftwandler

Gelegentlich ist es erwünscht, dass die Angriffsrichtung, die Richtung oder der Angriffspunkt einer Kraft geändert wird. Eine dafür geeignete mechanische Vorrichtung nennt man Kraftwandler. Beispiele dafür sind Hebel (Änderung des Kraftbetrages), Seile und Rollen (Änderung der Angriffsrichtung). Dabei gilt bei allen Kraftwandlern die „Goldene Regel der Mechanik“, dass das Produkt aus Weg und Kraft unverändert bleibt. Das bedeutet, dass bei einer verringerten aufzuwendenden Kraft diese aber entlang eines längeren Weges ausgeübt werden muss. Vergleichbar ist dies mit einer Bergwanderung: Geht man den kurzen und direkten Weg den Berg hinauf, so benötigt man vergleichsweise wenige Schritte, die Wanderung ist jedoch sehr anstrengend. Nimmt man einen Weg mit vielen Serpentinen, ist der Weg wesentlich länger, jedoch weniger anstrengend.

Hebel

Hebel werden im Alltag sehr häufig als Kraftwandler oder zum Anheben oder Verschieben von Lasten verwendet. Das bereits angesprochene Mobile ist ein Beispiel.

Flaschenzug

Flaschenzüge waren früher ein wichtiges Hilfsmittel zum Heben von Lasten. Hierzu lässt man ein Seil über mehrere Rollen laufen, von denen einige fest miteinander verbunden sind (s. Abb. 4).

sachinfo_flaschenzugAbb. 4 (links): Ein Flaschenzug mit 4 Rollen. Wird das Seil um 1 m nach unten gezogen, heben sich die beiden unteren Rollen um ¼ m. Dafür muss nur mit einem vierten Teil der Kraft gezogen werden, mit der die angehängte Last nach unten gezogen wird.

Der einfachste Flaschenzug besteht aus einer losen und einer festen Rolle. An der festen Rolle wird die Richtung der Kraft verändert und an der losen Rolle die Kraft verringert (genauer: halbiert). Das heißt, dass man bei einer Last von beispielsweise 10 Zuckerstückchen eine Kraft von 5 Zuckerstückchen aufwenden muss.

 

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