Seminar und Praktikum zur Didaktik der Physik
Versuchskarte zu experimentellen Themen
 
Datum: 05.02.09

Titel: Schwerpunktsversuche




unilogo.gof
Versuchsnr.: 05

Namen: Heiko Adler

Gruppe:  C

DP Physik

 
Versuchsaufbauten
mit Parametern






Geräte
mit Firmenangabe
Versuch 1: Pappkarton (z.B. Schuhkarton), zum Füllen: Metall, Holz o.ä. (eventuell Stativmaterial)
Versuch 2: Holzleiste, Gummi, Hammer
Versuch 3: Korken, 2 Gabeln, Streichholz, Tasse
Versuch 4: Besen (nicht abgebildet)
Durchführung
Versuch 1: "Magic Box"
Die Kiste wird zuvor auf einer Seite mit schweren Sachen beladen und dann verschlossen. Als kleinen Effekt kann man Stativstangen so anbringen, dass der Karton angeblich von beiden Seiten gestützt wird. Nun zieht man die Stütze weg und siehe da, der Karton bleibt stehen.

Versuch 2: "Der schwebende Hammer"
Das Gummi wird etwa in der Mitte von der Holzleiste und dem Hammer angebracht. Dabei sollte der Gummi nur locker sitzen, aber dennoch halten. Nun kann man den Hammer wie oben gezeigt aufhängen.

Versuch 3: "Feuerbremse"
Ein Steichholz wird in einen Korken hereingedrückt, so dass es fest sitzt. Nun drückt man ebenfalls zwei Gabeln leicht schräg nach unten in den Korken hinein. Das so enstandene Versuchsobjekt kann nun auf einer Tasse ausbalanciert werden. Im letzten Schritt wird die Kerze angezündet und man beobachte, was passiert.

Versuch 4: "Schwerpunkt finden"
Es soll der Schwerpunkt eines Besen gefunden werden. Dazu legt man den Besen auf die beiden Zeigefinger. Nun wandert man mit beiden Fingern langsam in Richtung Mitte.
Resultate
möglichst quantitative
Versuch 1:
Die Gravitation wirkt auf den ganzen Körper. Als Kraft gedacht wirkt sie jedoch nur auf den Schwerpunkt. Dieser liegt hier aufgrund der inhomogenen Masseverteilung nicht in der Mitte des Körpers, sondern an einem Punkt über der Tisch. Somit bleibt die Kiste stehen.

Versuch 2:
Man betrachte das System aus Holzleiste und Hammer. Der Schwerpunkt dieses Systems liegt unterhalb des Tisches. Auf dem Auflagepunkt der Holzleiste ruht demnach das volle Gewicht des Hammers, so dass dieser Punkt mit einer entsprechenden Kraft auf den Tisch gedrückt wird.

Versuch 3:
Das Versuchsobjekt bleibt in der Luft. Das Streichholz geht am Auflagepunkt aus, der hier wie eine Feuerbremse wirkt.

Versuch 4:
Die Finger treffen sich am Schwerpunkt. Ist beim Heranfahren ein Finger näher am Schwerpunkt, so lastet mehr Gewicht auf ihm. Dies führt zu einer höheren Reibung und der Finger gleitet schlechter, bis er ganz stehen bleibt und nur noch der andere Finger sich dem Schwerpunkt nähert. Dies wiederholt sich so oft, bis man am Schwerpunkt angelangt ist.
Die Bewegung überträgt sich genau dann an den anderen Finger, wenn die Gleitreibung am einen Finger größer wird, als die Haftreibung am anderen.
Bemerkungen
&
Tricks
Einfach und schnell aufzubauende Versuchsreihe.

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