Welcher Alltagsgegenstand funktioniert wie ein Hebel?

Erklärung: Eine Schere ist ein doppelter Hebel. Der Drehpunkt ist die Schraube in der Mitte, die Griffe sind die Kraftarme und die Klingen die Lastarme.

Mit einem Hebel kann man schwere Dinge leichter bewegen.

Erklärung: Richtig! Mit einem langen Kraftarm braucht man weniger Kraft. Mit einem langen Hebel kann man sogar sehr schwere Lasten heben.

Ein Hebel dreht sich um einen festen Punkt, den man ___ nennt.

Erklärung: Der Drehpunkt (auch Stützpunkt) ist der Punkt, um den sich der Hebel dreht. Er teilt den Hebel in Kraftarm und Lastarm.

Was ist ein Zahnrad?

Erklärung: Zahnräder haben Zähne am Rand, die ineinandergreifen. So wird eine Drehbewegung von einem Rad auf das andere übertragen.

Zwei ineinandergreifende Zahnräder drehen sich in die gleiche Richtung.

Erklärung: Falsch! Wenn zwei Zahnräder ineinandergreifen, dreht sich das eine im Uhrzeigersinn und das andere gegen den Uhrzeigersinn.

Wo ist bei einer Schubkarre der Drehpunkt?

Erklärung: Die Schubkarre dreht sich um die Achse des Rades. Die Last in der Wanne liegt nah am Drehpunkt, die Griffe sind weit weg: langer Kraftarm, kurzer Lastarm. Deshalb kann man mit ihr schwere Lasten anheben.

Was passiert, wenn ein großes Zahnrad ein kleines antreibt?

Erklärung: Wenn ein großes Zahnrad ein kleines antreibt, dreht sich das kleine schneller. Das ist das Prinzip der Übersetzung in Getrieben.

Je länger der Kraftarm eines Hebels ist, desto ___ Kraft braucht man.

Erklärung: Ein langer Kraftarm bedeutet, dass man weniger Kraft aufwenden muss, um die Last zu bewegen. Das ist der Vorteil des Hebels.

In einer Fahrradschaltung werden Zahnräder verschiedener Größe verwendet.

Erklärung: Richtig! Die Fahrradschaltung nutzt verschieden große Zahnräder (Ritzel und Kettenblatt). Damit kann man leichter bergauf oder schneller in der Ebene fahren.

Welches Werkzeug nutzt das Hebelprinzip besonders gut?

Erklärung: Ein Brecheisen ist ein langer Hebel. Mit ihm kann man Nägel herausziehen oder schwere Dinge aufhebeln, weil man am langen Ende nur wenig Kraft braucht.

Ein großes Zahnrad mit 30 Zähnen treibt ein kleines mit 10 Zähnen an. Wie oft dreht sich das kleine, wenn sich das große einmal dreht?

Erklärung: Bei einer Umdrehung schiebt das große Rad 30 Zähne weiter. Das kleine Rad hat nur 10 Zähne, also dreht es sich 30 : 10 = 3-mal. 20 = 30 − 10 zieht ab statt zu teilen; 1-mal übersieht, dass die Räder verschieden groß sind.

Archimedes sagte: 'Gebt mir einen Hebel, der lang genug ist, und ich hebe die Welt aus den Angeln.' Was meinte er damit?

Erklärung: Archimedes erkannte, dass man mit einem genügend langen Hebel theoretisch jede Last bewegen kann – je länger der Kraftarm, desto weniger Kraft braucht man.

Ein Getriebe, das die Drehzahl erhöht, nennt man eine ___ ins Schnelle.

Erklärung: Bei einer Übersetzung ins Schnelle treibt ein großes Zahnrad ein kleines an. Das kleine dreht sich schneller, hat aber weniger Kraft.

Ein Nussknacker funktioniert nach dem Hebelprinzip.

Erklärung: Richtig! Beim Nussknacker drückt man mit wenig Kraft an den langen Griffen, und an der kurzen Seite entsteht große Kraft, die die Nuss knackt.

Lea fährt einen steilen Berg hinauf. Mit welchem Ritzel hinten tritt sie am leichtesten?

Erklärung: Ein großes Ritzel hinten macht das Treten leichter: Pro Pedalumdrehung dreht sich das Hinterrad weniger oft, dafür braucht man weniger Kraft – gut bergauf. Kleine Ritzel hinten machen schnell, aber schwer. Darum hat das Fahrrad verschiedene Ritzel.

Ein Kleiderbügel hängt mittig an seinem Haken. Zwei gleich schwere nasse Socken hängen daran — eine ganz außen links, eine rechts dicht neben dem Haken. Der Bügel hängt gerade.

Erklärung: Falsch. Gleich schwere Socken halten den Bügel nur gerade, wenn sie gleich weit vom Haken hängen. Die Socke ganz außen zieht stärker, also kippt die linke Seite nach unten.

An einem Mobile hängt links ein Holzfisch (20 g), 6 cm vom Faden in der Mitte. Rechts soll ein Seestern (40 g) hängen. Wo muss er hin, damit der Stab waagerecht bleibt?

Erklärung: Doppelt so schwer, halb so weit: 40 · 3 = 20 · 6. Bei 6 cm würde der Seestern nach unten ziehen, bei 12 cm noch stärker. Das Schwerere gehört näher an die Mitte.

Eine Fahrradmutter sitzt sehr fest. Mia nimmt einen Schraubenschlüssel mit 10 cm langem Griff, Paul einen mit 30 cm langem Griff. Beide fassen ganz am Ende an. Wer braucht weniger Kraft?

Erklärung: Paul. Die Mutter ist der Drehpunkt, der Schlüssel ist ein Hebel. Je weiter vom Drehpunkt man zieht, desto weniger Kraft braucht man. Pauls Griff ist dreimal so lang, also reicht ihm ein Drittel von Mias Kraft.

Aufgabe 1 von 18