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Hebel in Natur und Technik - Überblick

In Natur und Technik gibt es unzählige Hebel bzw. Anwendungen des Hebelgesetzes - mal werden Kräfte vergrößert, man verkleinert, aber als clevere Kraftwandler agieren sie allemal.

Hebel in der Natur - der Giftzahn einer Schlange
Hebel in der Natur - der Giftzahn einer Schlange

Hebel in der Natur - interessante Beispiele

  • Wussten Sie, dass auch im menschlichen Körperbau zahllose Hebel "eingebaut" sind? So sind beispielsweise die Arme so beschaffen, dass der Bizeps zum Halten eines Gewichtes oder einer Last mit der Hand etwa die achtfache Kraft aufbringen muss. Der Arm verhält sich also wie ein Hebel, wobei durch die Hebelarme das Kraftverhältnis gegeben ist. Eine wichtige Funktion erfüllt hier natürlich das Ellenbogengelenk.
  • Auch viele Pflanzen nutzen die Hebelwirkung beim Herumschleudern ihrer Samen aus. Besonders pfiffig nutzen einige Blüten die Hebelwirkung, die dafür sorgt, dass die Nektar holenden Insekten auch den Staubbeutel berühren - der Salbei ist ein solches Beispiel.
  • Ein wenig bekanntes Beispiel aus der Natur sind Schlangen wie die Kreuzotter. Ihre Giftzähne richten sich erst auf, wenn diese ihr Mauöl öffnet, ansonsten sind sie nach oben geklappt, und zwar mit der Spitze nach hinten. Der komplexe Klappmechanismus beruht auf einem Hebelsystem, das von den Schädelknochen getragen wird. Öffnet die Schlange das Maul, so heben sich die Schädelknochen und der Zahn klappt nach vorne.

In der Technik - Hebel als Helfer des Menschen

Selbstredend ist das Hebelgesetz und seine Funktion als Kraftwandler in der Technik in Form von Maschinen (mit und ohne Antrieb) weitaus häufiger vertreten als in der Natur: Menschen haben nur eingeschränkte körperliche Fähigkeiten und Kräfte, jedoch einen enormen Erfindungsreichtum. So hatten schon Hebel beim Bau der ägyptischen Pyramiden eine große Bedeutung, denn sie halfen, große und schwere Bauteile nach oben zu bringen. 

  • Zahllose Werkzeuge des Hausgebrauchs basieren auf dem Hebelgesetz. Denken Sie an eine Kneifzange, an eine Schubkarre oder auch an die zahllosen Varianten von Nussknackern, Dosenöffnern oder Korkenziehern, die das Öffnen erleichtern. Auch die Schere ist ein Hebel: Pappe schneidet man immer hinten, wo die Kraft einfach größer ist.
  • Weitaus weniger bekannt ist, wie Fahrradgetriebe Kräfte umwandeln. Bei der Kettenschaltung beispielsweise läuft die Kette über verschieden große Zahnkränze, die je nach deren Durchmesser die Kraft am Reifen größer oder kleiner machen.
  • Bei zahllosen Maschinen in der Technik spielen Hebel eine wichtige Rolle bei der Kraftübersetzung, beispielsweise bei Turmdrehkränen oder bei den bekannten Schaufelladern, die durch ihr ausgeklügeltes System Lasten von mehreren Tonnen heben können.
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