Direkt zum Inhalt

Grundwissen

Kraftwandler

Das wichtigste auf einen Blick

  • Kraftwandler ändern den Angriffspunkt, die Richtung, den Betrag oder mehrere dieser Eigenschaften einer Kraft.
  • typische Beispiele für Kraftwandler sind Seil, Hebel, Rolle und Flaschenzug.
Aufgaben Aufgaben

Kraftwandler verändern Bestimmungsgröße

Die Bestimmungsgrößen (Bestimmungsstücke) einer Kraft sind der Angriffspunkt, Betrag und Richtung. Kraftwandler sind einfache Geräte, mit denen eine oder mehrere Bestimmungsgrößen einer Kraft verändert werden. Typische Kraftwandler sind ein Seil oder eine Stange, ein Hebel, eine feste Rolle, ein Flaschenzug, eine schiefe Ebene oder ein Wellrad.

a)Seil (ändert nur den Angriffspunkt)

Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Ein Seil ändert den Angriffspunkt

Mit Hilfe des Seils kannst du den Angriffspunkt der Handkraft von A nach B verlegen. Die Richtung und der Betrag der Kraft bleiben dabei unverändert.

b)Seil und feste Rolle (ändert Angriffspunkt und Richtung)

Joachim Herz Stiftung
Abb. 2 Seil und feste Rolle ändern Angriffspunkt und Richtung

Mit Hilfe eines Seils und einer festen Rolle kannst du den Angriffspunkt der Handkraft von A nach B verlegen. Außerdem kannst du so auch in eine andere Richtung ziehen, die Richtung der Kraft wird also ebenfalls geändert. Lediglich der Betrag der Kraft bleibt gleich.

c)Hebel (ändert Angriffpunkt, Richtung und häufig auch Betrag)

Joachim Herz Stiftung
Abb. 3 Hebel verändert meist alle drei Bestimmungsgrößen

Mit Hilfe eines Hebels kannst du den Angriffspunkt der Handkraft von A nach B verlegen. Außerdem kannst du mit einem Hebel auch in eine andere Richtung ziehen, die Richtung der Kraft wird also ebenfalls geändert. Und wenn du die Länge des Hebelarms veränderst, so verändert sich auch der Betrag der Kraft, die du ausüben musst, um den Hebel im Gleichgewicht zu halten. Durch Einsatz eines Hebels kannst du also alle drei Bestimmungsgrößen einer Kraft verändern.

d)Seil und lose Rolle (ändert Angriffpunkt, Betrag und evtl. auch die Richtung)

Joachim Herz Stiftung
Abb. 4 Seil und lose Rolle können alle Bestimmungsgrößen ändern

Mit Hilfe eines Seils und einer losen, sich bewegenden Rolle, an der die Masse befestigt ist, kannst du den Angriffspunkt der Handkraft von A nach B verlegen. Außerdem benötigst du durch den Einsatz einer losen Rolle eine kleinere Kraft, um die Masse anzuheben (dafür musst du aber einen längeren Weg ziehen). Durch den Einsatz von Seil und loser Rolle kannst du also alle drei Bestimmungsgrößen einer Kraft verändern.

e)Schiefe Ebene (ändert Angriffpunkt, Betrag und Richtung)

Joachim Herz Stiftung
Abb. 5 Eine schiefe Ebene ändert alle Bestimmungsgrößen

Im Vergleich zum direkten Anheben einer Masse musst du bei Nutzung einer schiefen Ebene eine geringere Kraft aufbringen (denke z.B. am Rollstuhlrampen).  Dafür musst du aber diese Kraft über eine längere Strecke aufbringen. Auch ändern sich der Angriffspunkt der Handkraft und die Richtung der Kraft. Durch den Einsatz einer schiefen Ebene kannst du also alle drei Bestimmungsgrößen einer Kraft verändern. Wie sich Kraftbetrag und Richtung verändern hängt dabei maßgeblich von der Neigung der Ebene ab.

Aufgaben

Kraftwandler

Quiz