Arbeitsblatt: Hebelgesetz

Posten 1: Türgriff Hier bist du am richtigen Ort! Betrachte die geschlossene Klassenzimmertüre! Je nachdem, an welchem Punkt des Türgriffes du versuchst, die Türe zu öffnen, geht es ringer oder mühsamer. 1a. An welchem Punkt lässt sich die Tür am besten öffnen? 1b. An welchem Punkt braucht man am meisten Kraft dafür? 1c. An welchem Punkt wäre der Weg, den deine Hand zurücklegen müsste, am kürzesten? Posten 2: Gewichte heben Eine Tasche zu tragen, das kann ganz schön mühsam sein! Es kommt aber ganz darauf an, wie man die Tasche trägt. Stell dir nun vor, du hast eine 40 kg schwere Tasche und zwei Taschen, die je 20 kg schwer sind. 2a. Was würdest du lieber tragen? (1 Mal 40kg oder 2 Mal 20kg?) 2b. Was belastet deinen Rücken mehr? Begründe! 2c. Wo befindet sich beim Mensch beim Heben eines Gewichts wie in der Abbildung der Drehpunkt? Was ist in diesem Beispiel der Hebel?_ Wo wirkt die Kraft? Posten 3: Was ist „schwerer? 5 kg Heu oder 5 kg Blei? Stell dir vor, du müsstest eine grosse, 5 kg schwere Heuschachtel oder einen kleinen, 5 kg schweren Bleiklotz transportieren. Je nachdem, wie weit nach vorne du die Arme strecken musst, ändert sich die Belastung auf deinen Körper. 3a. Welches Objekt ist vom Gewicht her schwerer? 3b. Was ist mühsamer zu tragen?_ 3c. Welches Körperteil wird im ungünstigsten Fall stärker belastet? 3d. Stimmt die Aussage „Man soll ein Gewicht möglichst weit vorne heben? Posten 4: Lückentext zum Hebelgesetz Ein Hebel ist ein Gerät für die (4a) übertragung. Er dient vor allem dazu, uns eine bestimmte Arbeit zu (4b)_. Die Arbeit mit einem Hebel wird verrichtet, indem der Hebel mit einer bestimmten Kraft um den (4c) gedreht wird. Je länger der (4d) ist, um so leichter lässt sich der Hebel bei einer bestimmten Arbeit um den Drehpunkt drehen. Doch wenn der Kraftarm zu (4e) ist, um so mehr (4e) hat unsere Hand zu überwinden, dafür genügt weniger Kraft. Beim Beispiel des Kreuzschlüssels ist das Hebelgesetz wichtig, denn es erlaubt, mit relativ (4f) Kraft fest verklemmte Radmuttern zu lösen oder (4g)_. Posten 5: Gewicht mit einem Arm heben Abb.5a Stell dir vor, du müsstest einen 50kg schweren Eimer heben. Nun bist du dir nicht so sicher, wie du das so einfach erledigen kannst. Du hast die Idee, das Problem mit Hilfe eines Hebels zu lösen. Nun stellt sich die Frage, ob du das Problem auf diese Art geschickt gelöst hast Abb.5b 5a. In welcher Abbildung kann das Gewicht mit weniger Mühe gehoben werden? (a b ?) 5b. Wo befindet sich der Drehpunkt bei dieser „hebelartigen Zusammensetzung? 5c. Welche der folgenden Komponenten sind in Bild 5b grösser? Markiere sie. (Drehpunkt, Hebelarm, Gewicht des Eimers, Anstrengung beim Muskel) Posten 6: Der Frosch „Froggy Der Frosch Froggy hat die Aufgabe, eine richtig fest sitzende Schraubenmutter zu lösen. Er weiss aber überhaupt nicht, wo es am sinnvollsten ist, zu springen. Vielleicht kannst du ihm auf die Sprünge helfen! 6a. Auf welchen Punkt soll Froggy springen, um seine Kraft am besten zu übertragen? 6b. Was könnte Froggy tun, falls er es trotzdem nicht schafft, die Schraubenmutter zu lösen? Gib ihm einen Tipp! 6c. Wo ist hier der Drehpunkt?