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Getriebe

Getriebe dienen zum Übertragen von Drehbewegungen von einer Achse auf eine andere. Dabei können sich die Drehrichtung und/oder die Umdrehungszahlen ändern. Getriebe sind in sehr vielen alltäglichen „Maschinen“, wie Fahrrädern und Uhren, zu finden.

Riemengetriebe

Bei Riemengetrieben wird eine Drehbewegung durch Riemen von einer Scheibe bzw. einem Rad auf ein anderes übertragen. Bei der einfachsten Form eines Riemengetriebes sind die Achsen der Räder parallel zueinander und die Drehrichtung beider Räder ist identisch. Ist der Riemen jedoch gekreuzt erhält man beim zweiten Rad eine dem ersten entgegengesetzte Drehbewegung.
Benutzt man unterschiedlich große Räder, so drehen sich die kleinen Räder schneller als die großen. Hat das erste Rad beispielsweise einen doppelt so großen Radius wie das zweite, so wird die Geschwindigkeit der Drehbewegung des kleinen Rades verdoppelt (und dabei die drehende Kraft halbiert).

Zahnradgetriebe

Zahnräder sind Räder, deren Rand mit Zacken („Zähne“) versehen ist. Zur Übertragung von Drehbewegungen sind die Zahnräder so auf Achsen angebracht, dass ihre Zähne ineinander greifen können. Dreht man nun ein Zahnrad, wird diese Bewegung auf das andere Rad übertragen. Dabei wirken zwischen den Zähnen vorwiegend Druckkräfte. Diese können erheblich größer als Reibungskräfte sein. Das zweite Zahnrad dreht sich in entgegen gesetzter Richtung wie das erste.
Benutzt man unterschiedlich große Zahnräder, so drehen sich die kleinen Räder schneller als die großen. Hat ein Zahnrad beispielsweise 20 Zähne und das zweite 10, so wird die Geschwindigkeit der Drehbewegung bei dem kleinen Zahnrad verdoppelt und die drehende Kraft halbiert.

Zentripetalkraft

Wenn sich ein Gegenstand auf einer Kreisbahn bewegt, muss ständig auf ihn eine zum Kreismittelpunkt hin gerichtete Kraft wirken, sonst würde er tangential die Kreisbahn verlassen. Ein Wassertropfen in der Wäsche in der rotierenden Trommel einer Waschmaschine würde sich tangential geradlinig weiterbewegen, wenn nicht ständig eine in Richtung der Drehachse wirkende Kraft auf ihn ausgeübt würde, die ihn auf eine Kreisbahn zwingt. Diese Kraft ist die Kohäsionskraft zwischen Wäsche und Wasser. Ist diese Kraft nicht ausreichend – zum Beispiel wenn die Trommel zu schnell rotiert - dann verlässt der Tropfen in der Wäsche die Kreisbahn und damit die Trommel tangential nach außen. Die rotierende, nasse Wäsche verliert so nach und nach Wasser.

sachinfo_zentripetalkraft
Abb. 5: Bei schneller Rotation ist die zur Trommelachse zeigende Zentripetalkraft nicht mehr groß genug um den Tropfen in der Wäsche festzuhalten: er wandert zum Trommelrand und dann nach außen.

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