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Physik

Hebel in Werkzeugen

Viele Werkzeuge sind Hebel. Man unterscheidet Werkzeuge mit Drehpunkt zwischen Kraft und Last und solche mit Drehpunkt am Ende.

  • ca. 10 Minuten
  • Klasse 5
  • Niveau: Plus

Das lernst du heute

  • Ich kann Werkzeuge auf Hebelwirkung zurückführen.
  • Ich kann Hebelwerkzeuge nach der Art unterscheiden.
  • Ich kann ein passendes Werkzeug auswählen.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Je länger, desto leichter: Gleichgewicht am Hebel

Viele Werkzeuge sind Hebel. Bei der Zange, der Schere und der Brechstange liegt der Drehpunkt zwischen Kraft und Last. Du drückst auf einer Seite, die Last wirkt auf der anderen. Man nennt das einen zweiseitigen Hebel. Bei der Schubkarre und beim Nussknacker liegt der Drehpunkt am Ende. Kraft und Last wirken auf derselben Seite. Man nennt das einen einseitigen Hebel. Bei der Schubkarre ist die Radachse der Drehpunkt, die Last liegt in der Mitte und die Kraft greift am Griff an. Je länger der Griff, desto leichter lässt sich die Last heben.

Hebelarten.
WerkzeugDrehpunktArt
Zange, Scherezwischen Kraft und Lastzweiseitiger Hebel
Schubkarre, Nussknackeram Endeeinseitiger Hebel
Brechstange (Vorderkante auf dem Boden)zwischen Kraft und Lastzweiseitiger Hebel

Ein Werkzeug als Hebel erklären

  1. Suche den Drehpunkt.
  2. Suche, wo du Kraft aufbringst.
  3. Suche, wo die Last wirkt.
  4. Liegt der Drehpunkt zwischen Kraft und Last, ist es ein zweiseitiger Hebel.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Werkzeuge sind oft Hebel.

Schere und Zange haben den Drehpunkt in der Mitte.

Schubkarre und Nussknacker haben ihn am Ende.

Ein Beispiel

Beispiel

Mit einem langen Schraubenschlüssel lässt sich eine feste Schraube leichter lösen. Der Kraftarm ist länger.

Schritt für Schritt

Du ordnest die Schere ein.

  1. Wo ist der Drehpunkt? In der Mitte, am Gelenk.
  2. Wo ist die Kraft? An den Griffen.
  3. Wo ist die Last? An den Klingen.
  4. Der Drehpunkt liegt dazwischen: zweiseitiger Hebel.

Mit einem Bild erklärt

WerkzeugHebelart
Scherezweiseitig
Schubkarreeinseitig
Zangezweiseitig
Nussknackereinseitig

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Wo liegt bei einer Schere der Drehpunkt?
Zeig mir den ersten Schritt

Wo sind die beiden Scherenhälften verbunden?

Lösung ansehen

Lösung: Zwischen Griff und Klingen, am Gelenk

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Welches Werkzeug ist ein einseitiger Hebel?
Zeig mir den ersten Schritt

Bei welchem Werkzeug liegt der Drehpunkt ganz am Ende?

Lösung ansehen

Lösung: Die Schubkarre

Tipp: Wähle Werkzeuge nach dem Hebelarm aus: Für festsitzende Schrauben ist ein langer Schraubenschlüssel besser als ein kurzer. Nutze Werkzeug nur mit Anleitung eines Erwachsenen.

Merksatz: Zweiseitig: Drehpunkt zwischen Kraft und Last. Einseitig: Drehpunkt am Ende.

Typischer Fehler: Viele sehen bei der Schere nur die scharfen Kanten. Die Schere ist aber auch ein Hebel mit zwei Hebelarmen.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Warum lässt sich eine feste Schraube mit einem langen Schraubenschlüssel leichter lösen?
Lösung ansehen

Lösung: Der Kraftarm ist länger, darum braucht man weniger Kraft.

Frage 2 Eine Zange ist ein zweiseitiger Hebel.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Frage 3 Wo liegt bei der Schubkarre die Last?
Lösung ansehen

Lösung: Zwischen Rad (Drehpunkt) und Griffen

Frage 4 Für schwere Lasten ist ein längerer Hebelarm bei der Kraft hilfreich.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Geschafft

Werkzeuge mit Hebelwirkung machen Arbeit leichter. Je länger der Kraftarm, desto weniger Kraft ist nötig.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Messen, Kräfte und Hebel

Kurz erklärt, 51 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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