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IV. Teil: Nalurlkhre.
I Won den festen Körpern.
1. Der Schwerpunkt. Eine Flasche oder ein Lineal, auf die schmale
Seite eines Brettes gestellt, bleiben stehen, wenn diese Gegenstände genau mit
ihrer Mitte auf die schmale Seite des Brettes aufgesetzt werden. Trifft man
beim Aufstellen nicht die Mitte der genannten Gegenstände, so werden sie nach
rechts oder links herunterfallen. Dieselbe Beobachtung machen wir auch bei
allen andern Körpern. Wir erfahren dadurch, daß gewöhnlich die Mitte der
Masse eines jeden Körpers sein Schwerpunkt ist, durch dessen Unterstützung
der ganze Körper in der Ruhe bleibt. Er füllt, d. h. er sucht einen andern
Ruhcpunkt zu erlangen, wenn sein Schwerpunkt oder die Mittcnmasse nicht
genau unterstützt ist. Wird die auf der schmalen Brettkante stehende Flasche
auf der einen oder andern Seite angestoßen, so füllt sic herunter oder verliert
ihr Gleichgewicht. Der Schwerpunkt ist derjenige Punkt, um den
sämtliche Teile eines Körpers sich im Gleichgewicht befinden.
Ä. Der Hebel. Will man eine schwere Kiste oder einen Stein heben,
so bedient man sich oft einer Holz- oder Eisenstange, die man mit einem Ende
unter den Gegenstand zu bringen sucht. Nun legt man einen festen Körper,
etwa einen kleinen Stein oder Klotz, unter die Stange und drückt mit der
nötigen Kraft das freie Ende derselben nieder.
Auf solche Weise wird die Kiste gehoben. ~
Diese zum Heben benutzte Stange ist ein Hebel.
Ein Hebel ist eine un bieg same Stange,
die an einem Punkte unterstützt wird und um denselben gedreht
werden kann. Die nicht unterstützten Teile der Stange sind die Arme des
Hebels. Die oben angeführte Stange ist hier ein zweiarmiger Hebel, da
seine Unterlage oder sein Unterstützungspunkt a sich zwischen den Endpunkten
befindet. Der eine Arm ab, der unter der Kiste wirkt, heißt Arm der Last, der
andere Arm ae Arm der Kraft. Beide Hebelarme können gleiche Länge haben
oder ungleich sein. Den gleicharmigen Hebel sieht man als Wagebalken bei
einer Wage angewendet. (Fig. 2.) Der Wagebalken cd ist in der Mitte so
befestigt, daß die beiden Arme frei bewegbar bleiben. An den einen Arm wird
die Wagschale e zur Aufnahme der Ware, an den andern wird die Wagschale f
gehängt, welche das Gewicht aufnimmt. Auf der Mitte des Wagebalkeus ist die
Zunge b als senkrecht stehende Nadel angebracht. Ist die Last gleich dem
Gewicht, so steht die Zunge genau senkrecht in der Schere a. Alsdann haben
die beiden Hebelarme das Gleichgewicht und ebenso die Wageschalen. — Der
ungleicharmige Hebel hat einen länger« und einen kürzern Arm. Die Last
wird beim ungleicharmigcn Hebel sehr nahe dem Unterstützungspunkte ange¬
bracht, wodurch ihre Wirkung geringer und der Arm verkürzt wird. So kann
der längere Gewichtsarm oder Arm der Kraft mit mehr Kraft wirken und hat
zur Herstellung des Gleichgewichts weniger Gewicht nötig. Der längere
Gewichtsarm wiegt auch mehr und wirkt dadurch schon als Gewicht. Je
länger der Arm der Kraft ist, desto weniger Kraft (Gewicht) ist
zum Heben der Last oder zur Herstellung d es Gl eichg ewichts nötig.
Je näher die Last eines Hebels seinem Unterstützungspunkte ist, desto geringer
wirkt die Last auf den Kraftarm. Ungleicharmige Hebel sind: der Pumpen¬
schwengel, Spaten. Hebebaum und die Schere. Beim einarmigen Hebel
liegen der Arm der Kraft und der Arm der Last an derselben Seite des
Unterstützungspunktes. Wir legen zum Versuch einen Stock, welcher 1 m lang