Hebelgesetz

25. Mai 2017 H 0

Hebelgesetz (principle of the lever), Gesetz der Physik: an einem Hebel (als um eine Achse drehbarer Körper) herrscht Gleichgewicht, wenn die Summe der Drehmomente aller an ihm angreifenden Kräfte gleich Null ist: Last mal Länge des Lastarms = Kraft mal Länge des Kraftarms („goldene Regel der Mechanik“). Bei einarmigen Hebeln wirken diese Kräfte nur auf einer Seite der Drehachse, bei zweiarmigen Hebeln auf beiden Seiten.

Da das klassische Hebelgesetz am menschlichen Skelettsystem wirkt, spielt es im Sport (→Biomechanik) eine große Rolle. Beim Schwimmen wirken die Arme wie einarmige Hebel, dabei ist die Entfernung vom Schultergelenk bis zum Ansatz des breiten Rückenmuskels am Oberarm der Kraftarm (l1) und die geradlinige Entfernung vom Schultergelenk bis zu den Fingern der Lastarm (l2) Das Verhältnis beider Hebelarme beträgt etwa 1:10. Das besagt, dass der Schwimmer für den Abdruck mit den Armen relativ viel Kraft aufwenden muss. Während der ZugDruckphase der Armbewegung im Schwimmen ändert sich die Länge von Kraft- und Lastarm, dabei gilt

FM     =  (FL  *  l) : k

(wobei: FM = Kontraktionskraft, k = Kraftarm, FL = zu überwindende Last   l = Lastarm)

Indem durch Strecken und Beugen die Hebellänge des Armes verändert wird, wird eine antriebswirksamere Abdruckrichtung erreicht und die Kraft effektiver genutzt.

Hebelbedingungen beim Armzug (aus Schramm et al.1987)

 

Video: http://www.persen.de/vi00310-drehmoment-und-hebel.html – Zugriff 01.07.2019

 


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