Zweiseitiger Hebel

Bei einem zweiseitigen Hebel wirken die Gewichtskraft eines Körpers (Last) und die aufzubringende Zugkraft auf verschiedenen Seiten. Der Drehpunkt und damit die Drehachse liegen dazwischen. Der Abstand zwischen der aufzubringenden Zugkraft um den Körper anzuheben und der Drehachse nennt sich Hebelarm oder Kraftarm. 

Auch hier wird das Drehmoment bestimmt, indem die angreifende Zugkraft mit dem Hebelarm multipliziert wird. Der Hebelarm ist immer der Abstand von der Kraft zum Drehpunkt bzw. zur Drehachse:

Wippe

Eine Wippe stellt ebenfalls einen zweiseitigen Hebel dar:

Das Mädchen links und der Junge rechts üben eine Kraft aus, nämliche jeweils ihre Gewichtskraft. Der Baumstamm in der Mitte ist die Drehachse. Wiegt der Junge mehr, so wird das Mädchen auf der linken Seite angehoben und umgekehrt, sofern beide im selben Abstand von der Drehachse sitzen.

Bezeichnen wir nun die Gewichtskraft des Mädchens mit und die Gewichtskraft des Jungens mit sowie die Abstände zur Drehachse mit und , dann gilt für das Gleichgewicht:

Anwendungsbeispiel: Pyramidenbau

Vorarbeit:

Bestimmen der Gewichtskraft . Die Kraft ergibt sich aus der Masse multipliziert mit der Beschleunigung. Die Beschleunigung, die auf den Steinquader einwirkt entspricht der Erdbeschleunigung . Die gleiche Beschleunigung, wie sie auch auf jeden von uns einwirkt.

    |Einsetzen der Werte

Um nun die Kraft berechnen zu können, brauchen wir die Formel für das Drehmoment:

Genauer gesagt benötigen wir das Drehmoment der Kraft also sowie das Drehmoment der Kraft . Beide Drehmomente setzen wir gleich, sodass sich folgende Gleichung ergibt:

Um nun die Kraft zu bestimmen, müssen wir die Gleichung nach der gesuchten Größe umformen.

                     |

                   |Werte einsetzen

    |Einheiten kürzen

Die fünf ägyptischen Helfer müssen gemeinsam mit einer Kraft von ziehen, um den Steinquader anheben zu können.