Wie reduziert eine geneigte Ebene die erforderliche Eingangskraft?

Wie reduziert eine geneigte Ebene die erforderliche Eingangskraft?

Nach dem Prinzip, dass die geleistete Arbeit gleich der Kraft multipliziert mit der Distanz ist, reduziert eine schiefe Ebene die benötigte Kraft und kompensiert das Defizit durch eine Erhöhung der zurückgelegten Distanz, wodurch die Arbeit erleichtert wird. Je steiler der Neigungswinkel, desto kürzer die zurückgelegte Strecke und desto mehr Kraft ist erforderlich, um ein Objekt zu bewegen. Die geleistete Arbeit bleibt konstant, unabhängig von der angewendeten Entfernung oder Kraft.

Eine schiefe Ebene teilt die Schwerkraft, die auf ein Objekt einwirkt, in zwei Teile, so das Canada Science and Technology Museum. Eine der Kräfte verläuft parallel zur Ebene, die andere senkrecht zur Ebene. Beim Bewegen eines Objekts auf einer schiefen Ebene muss nur die parallel zur Neigung wirkende Kraft überwunden werden. Obwohl auch der Reibung entgegengewirkt werden muss, bringt die schiefe Ebene einen mechanischen Vorteil ähnlich einer einfachen Maschine. Beispiele für schiefe Ebenen sind die Schraube und der Keil.

Laut der Ohio University ist das Auffahren eines Hügels über den weniger steilen Hang eine typische Anwendung einer schiefen Ebene, die die Arbeit erleichtert. Das Bergauffahren über die leichteste Steigung erfordert weniger Kraftaufwand, obwohl die zurückgelegte Strecke am größten ist. Das Gegenteil gilt auch.