Bedeutung (Warum?)
Ein Hebel ist im Gleichgewicht, wenn auf beiden Seiten Kraft mal Kraftarm gleich groß ist. Das Hebelgesetz lautet:
\( F_1\cdot \ell_1=F_2\cdot \ell_2 \)
Nutzen (Wozu?)
Mit Hebeln und Rollen (Kraftwandlern) kann man mit kleiner Kraft große Lasten bewegen. Thema u. a. in Physik der Realschule, Jahrgangsstufe 8.
Funktionsweise (Wie?)
Kraftwandler ändern die nötige Kraft oder ihre Richtung: Die feste Rolle lenkt nur die Richtung um, die lose Rolle halbiert die Kraft (\(\tfrac{1}{2}F\)), der Flaschenzug teilt sie auf mehrere tragende Seile auf. Was man an Kraft spart, muss man an Weg zugeben – die Goldene Regel der Mechanik: Kraft spart man, Arbeit nicht.
Praxisbeispiel (Wo?)
An einem Hebel wirkt links \(F_1=200\,\text{N}\) bei \(\ell_1=0{,}3\,\text{m}\). Rechts bei \(\ell_2=1{,}2\,\text{m}\) genügt: \(F_2=\tfrac{F_1\cdot \ell_1}{\ell_2}=\tfrac{200\,\text{N}\cdot 0{,}3\,\text{m}}{1{,}2\,\text{m}}=50\,\text{N}\).
Merksatz
Kraft mal Kraftarm ist auf beiden Seiten gleich – Kraft spart man, Arbeit nicht.