Wikijunior Wie Dinge funktionieren/ Schiefe Ebene

Eine schiefe Ebene ist jede Art von geneigter Oberfläche, zum Beispiel eine Rutsche oder eine Rampe. Die schiefe Ebene ist eine der sechs einfachen Maschinen. Sie ist eine flache Oberfläche, deren Enden verschieden hoch sind.

Wer ist der Erfinder?

Niemand. Schiefe Ebenen sind in der freien Natur schon immer zu finden. Berge etwa sind schiefe Ebenen. Treppen sind auch ein gutes Beispiel. Die ältesten bekannten Treppen waren Bestandteil der Stadtmauer der Stadt Tel e-Sultan – heute die Stadt Jericho. Sie wurden vor über 8.000 Jahren erbaut. Um 2.500 vor unserer Zeit wurden in Ägypten schiefe Ebenen aus Erde errichtet, um die schweren Steine für den Bau der Pyramiden bewegen zu können.

Wie funktioniert es?

Dies Rampe wird benutzt, um Autos für den Transport aufzuladen.

Die schiefe Ebene vereinfacht das Heben von schweren Dingen wie etwa einem großen Stein. Statt den Stein mit viel Kraft direkt anzuheben, wird er mit weniger Kraft über eine Rampe geschoben. Es geht einfacher, aber man muss dafür einen längeren Weg zurücklegen. Die verrichtete Arbeit ergibt sich aus Kraft multipliziert mit dem zurückgelegten Weg. Die verrichtete Arbeit zum Heben des Steins gleicht sich also in beiden Wegen. Wenn du eine Rampe mit Stufen hast, so ist der zurückgelegte Weg kürzer – es muss dafür dann aber mehr Kraft aufgewendet werden.

Wie gefährlich ist es?

Wie bei allen einfachen Maschinen kann es sehr gefährlich werden, wenn Kräfte vervielfacht werden. Wenn man eine schiefe Ebene zu schnell hinunter läuft, kann man ausrutschen und sich weh tun. Lawinen und Erdrutsche sind Beispiele für Naturkatastrophen, die durch die Kraft von schiefen Ebenen verursacht werden.

In welchen Formen kommt es vor?

Auch die Flügel des Windrades haben eine schiefe Ebene. Die Kraftumwandlung liefert Energie.

Es gibt viele Gerätschaften, welche die schiefe Ebene nutzen.

Rampen und Rutschen sind bekannte Beispiele. Rampen ermöglichen den Zugang zu Höhen, die sonst nur schwer erreicht werden könnten. Durch Rutschen können Dinge und Menschen sicher aus einer Höhe herab gebracht werden.

Seitdem der Mensch dies weiß, werden Rutschen auch zum Vergnügen genutzt, etwa als Rutschbahn im Winter, zum Ski fahren oder im Vergnügungspark.

Dank des schrägen Daches rutscht der Schnee im Winter von allein – niemand muss Schnee schieben.

Das Dach eines Hauses ist üblicherweise geneigt und somit eine schiefe Ebene. Dadurch können Wasser und Schnee vom Dach herunterrutschen.

Auch Wassermühlen nutzen die schiefe Ebene

Wassermühlen nutzen die schiefe Ebene, um die Kraft von fließendem Wasser in Bewegung eines Rades umzuwandeln. Die geradlinige Fließbewegung wandelt sich in das Drehmoment des Rades um. Die gleiche Kraftumwandlung nutzen Segel oder Flügel eines Windrades bei sich bewegender Luft. Auch ein Flugzeug kann nur durch die Kraftumwandlung der schiefen Ebene fliegen. Von den sechs einfachen Maschinen nutzen zwei die Wirkung der schiefen Ebene: Der Keil besteht aus zwei kleinen kompakten schiefen Ebenen, und die Schraube ist nichts anderes als eine schiefe Ebene, die um einen Zylinder gewickelt wurde.

Wie hat es die Welt verändert?

Die schiefe Ebene macht das Heben von Dingen einfacher.