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Hebelwirkung

EIN Hebel ist ein Mechanismus, durch den eine kleine Leistung in Kombination mit einem großen Uhrwerk wird in ein kleines umgewandelt Bewegung die eine große Last bewegt und eine große Kraft erfordert. Dieses Prinzip wurde von dem griechischen Mathematiker und Physiker formuliert Archimedes, der berechnete, wie er mit einem Hebel die Erde anheben könnte. Er sagte seinen Landsleuten: "Geben Sie mir einen Drehpunkt und ich werde die Erde bewegen."

Allgemeines Prinzip

Prinzip der Hebelwirkung. verließ die Last (die rote Kugel) und die Ladearm (Abstand von der Last zum Drehpunkt), rechts die Leistung (Power-Pfeil) und die mächtiger Arm (Abstand der Kraft vom Drehpunkt)

Das physikalische Prinzip der Hebelwirkung ist das Arbeit: Kraft mal Verschiebung.

Die kleine Kraft wirkt auf das Ende des langen Hebelarms. Die geleistete Arbeit ist das Produkt aus der aufgebrachten Kraft und der Verschiebung. Die Last befindet sich am Ende des kurzen Hebelarms und wird weniger verschoben als die aufgebrachte Kraft. Die Belastung kann daher (viel) größer sein als die ausgeübte Kraft. Kraft und Arm können sich in ihrem Produkt gegenseitig kompensieren, aber die geleistete Arbeit bleibt gleich. Das Rolle funktioniert nach dem gleichen Prinzip.

Vergleich

Die klassische Gleichung lautet

${displaystyle L_{mathrm {arm} }cdot L=M_{mathrm {arm} }cdot M}$

mit

• ${displaystyle L_{mathrm {arm} }}$ in den Ladearm Meter, der Abstand der Last vom Dreh- oder Kipppunkt
• ${Anzeigestil L}$ das Last (Gewicht) in Newton oder kg
• ${displaystyle M_{mathrm {arm} }}$ der Kraftarm in Metern, der Abstand der Kraft zum Dreh- oder Neigungspunkt
• ${Anzeigestil M}$ das Leistung (die Kraft) in Newton oder kg

Dies ist ein Sonderfall der Gleichgewichtsgleichungen, die wie folgt lautet:

• (Leistung × Arm)_links = (Leistung × Arm)_Recht

Mit anderen Worten, basierend auf dem Newtonsche Gesetze für die Gleichgewichtssituation muss gelten, dass die Summe der Momente um den Drehpunkt gleich 0 (Null) ist. Hieraus folgt auch direkt die Leverage-Regel; Wenn man die Kraft auf den Hebel zum Heben einer Last verringert, muss der Arm (Abstand zum Drehpunkt) größer werden (und umgekehrt).

Drei Typen

Nach der Reihenfolge von Belastung, Drehpunkt und Kraft lassen sich drei Arten von Hebeln unterscheiden:^[1]

1. Primärhebel: Der Drehpunkt befindet sich zwischen Last und Kraft (z. B Schere, Wippe oder Brecheisen)
2. Sekundärhebel: Die Last befindet sich zwischen dem Drehpunkt und der Kraft (z. B. Schubkarre oder Nussknacker)
3. Tertiärhebel: Die Kraft wird zwischen Drehpunkt und Last aufgebracht (z. B. a Pinzette oder unser Unterkiefer)

Praktische Anwendungen

• Betonschneider
• Ausleger
• Türschnalle
• Flaschenöffner
• Rolle
• Kellnermesser
• Klauenhammer
• Brecheisen
• Schlüssel
• Zange
• Nussknacker
• Zugbrücke
• Schere
• Wasserpumpenzange
• Wippe

Varianten

Das gleiche Prinzip gilt auch für einige Zahnradgetriebe für eine Drehbewegung und in noch anderer Form bei Hebezeuge.

Eine verfeinerte Ausarbeitung des archimedischen Prinzips findet sich in der Theorie der virtuellen Arbeit. Damit lässt sich das Kraft-Last-Verhältnis für alle möglichen Übertragungsformen zwischen beiden, wie Zahnräder, Riemenscheiben, Schraube und Mutter (Wagenheber) oder hydraulisch (Hydraulikheber) berechnen.

Passive Bedeutung: Wirtschaft

Die Leute sprechen auch von Hebelwirkung wenn mit einem kleinen Einfluss eine große Wirkung erzielt wird, zum Beispiel wenn for Hebelwirkung in dem Wirtschaft und der Handel mit Derivate. Die Gewinne werden relativ größer, aber auch die Verluste. Es besteht eine größere Chance, dass sogar die gesamte Nettoinvestition verloren geht, und je nach Fall kann es auch einige geben Restschuld übrig, so dass am Ende noch Geld bezahlt werden muss.

Beispiele:

• Ein Unternehmen leiht sich Geld für Investitionen in Investitionsgüter, der Wert des Unternehmensvermögens ist höher Eigenkapital. An einer NV oder z.B der Schaden ist auf die Kaution begrenzt, außer bei Fahrern bei grober Fahrlässigkeit.
• Der Kaufpreis der Aktien wird teilweise geliehen: Die Wertänderung der Aktien ist im Verhältnis zum per Saldo investierten Kapital besonders groß. Siehe auch Anteilsmiete.
• Der Kauf von Optionen: die Wertänderung der zugrunde liegenden Aktien ist im Verhältnis zur gezahlten Optionsprämie besonders groß; Der Schaden ist auf diese Investition begrenzt, die Wahrscheinlichkeit, sie vollständig zu verlieren, ist hoch.

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