Kraftumformende Einrichtungen

Einfache mechanische Anlagen, mit deren Hilfe man den Betrag oder die Richtung von Kräften oder beides verändern kann, werden als kraftumformende Einrichtungen bezeichnet. Zu diesen kraftumformenden Einrichtungen gehören die verschiedenen Arten von Hebeln, feste und lose Rollen, Flaschenzüge und geneigte Ebenen. Auch hydraulische Anlagen und pneumatische Anlagen kann man zu ihnen zählen.
Genauere Informationen zu den einzelnen kraftumformenden Einrichtungen sind unter den betreffenden Stichwörtern zu finden.

Allgemeine Zusammenhänge

Einige Aussagen gelten für beliebige kraftumformende Einrichtungen, also für einen zweiseitigen Hebel ebenso wie für eine geneigte Ebene, einen Flaschenzug oder eine hydraulische Anlage.
Mit kraftumformenden Einrichtungen ist es zwar möglich, Betrag oder Richtung der aufzuwendenden Kraft oder beides zu ändern. Es kann mit ihnen aber keine mechanische Arbeit gespart werden. Da bei allen technischen Anordnungen Reibung auftritt, ist in der Praxis die aufzuwendende Arbeit sogar immer größer als die nutzbringende Arbeit.

Unter der Bedingungen, dass die Reibung vernachlässigt werden kann, gilt für alle kraftumformenden Einrichtungen die Goldene Regel der Mechanik:

$\begin{array}{l}{F}_1\cdot s_1=F_2\cdot s_2\\ W_1=W_2\\ F_1,F_2\text{ wirkende Kräfte}\\ s_1,s_2\text{ zurückgelegte Wege}\\ W_1,W_2\text{ mechanische Arbeiten}\end{array}$

Dieses Gesetz wurde von dem italienischen Naturforscher GALILEO GALILEI (1564-1642) wie folgt formuliert:

Was man an Kraft spart, muss man an Weg zusetzen.