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Kurbel
Eine Kurbel ist eine einfache Maschine. Die verbreitetste Bauform der Kurbel besteht aus der zu treibenden Welle, einem Kurbelarm und einem drehbar gelagerten Handgriff. Bei der Kurbelwelle ist die Kurbel in die Welle integriert.
Beispiele:
- Tretkurbel beim Fahrrad
- Handkurbel bei vielen älteren Küchengeräten
- Handbohrmaschine
- Handkurbel bei Lamellenstoren
- Seilwinde (bei Segelschiffen, Flschenzügen)
In der Kurbel laden die quer fliessenden Impulsströme (x- und y-Komponente) Energie auf den durch die Welle abfliessenden Drehimpulsstrom um. Der Drehimpulsstrom fliesst aus der Quelle, die ebenfalls durch die Impulsströme erzeugt wird (Hebelgesetz). Legt man die x-y-Ebene in die Kurbelebene, gilt für die z-Drehimpulsquelle
- [math]\Sigma_{Lz}=\Delta y I_{px} - \Delta x I_{py}[/math]
Multipliziert man diese Gleichung mit der Winkelgeschwindigkeit der Welle und ersetzt die Drehimpulsquelle durch die Stromstärke des abfliessenden Stromes, erhält man die den drei Strömen zugeordnete Energieströme
- [math]\omega_zI_{Lz}=\omega_z\Sigma_{Lz}=\omega_z\Delta y I_{px} - \omega_z\Delta x I_{py}=v_yI_{px}-v_xI_{py}[/math]
Bei der Kurbel ist die Energie wie überall in der nicht relativistischen Mechanik eine zusätzliche Bilanzgrösse (Buchhaltungsgrösse), die für das Verständnis des Prozesses hilfreich aber nicht notwendig ist.