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

Titel:

Bolzenbrecher


Versuchsnr.: 03

Namen: Caroline Lutz, Tobias Nau, Carolin Häufle

Gruppe: C

DP Physik

 
Versuchsaufbauten
mit Parametern
 
  BB1 BB2
 
 
Geräte
mit Firmenangabe

Bolzenbrecher (Hersteller: MSW Metallarbeiterschule Winterthur)
passende, gusseiserne Bolzen
Bunsenbrenner
Rohrzange bzw. zum Bolzenbrecher passenden Ringschlüssel
Plexiglasschutzscheibe, Augenschutz

Durchführung

Schutzbrille tragen und Schutzscheiben aufstellen. Bolzen in den Bolzenbrecher einlegen. Große Mutter zum Nachspannen fest anziehen und die Rohrzange ansetzen.
Mit dem Bunsenbrenner den Stahlarm des Bolzenbrechers mindestens 5 Minuten erhitzen, dabei die Längenausdehnung durch nachdrehen der Mutter kompensieren. Eine Farbänderung ins rötliche ist nicht zu erwarten, lediglich leichte Schattierungen treten auf.
Stahlarm abkühlen lassen.

Resultate
möglichst quantitative

Bei der thermischen Ausdehnung bzw. beim Zusammenziehen während der Abkühlung  treten sehr große Kräfte auf. Diese Kräfte brechen hier den gusseisernen Bolzen. (Vorsicht vor den Bruchstücken in unmittelbarer Nähe!)

Bemerkungen
&
Tricks

Der Versuch erfordert sehr viel Zeit, da die nötige Erwärmung erst nach mind. fünf Minuten  erreicht ist und der Prozess der Abkühlung bis zum Brechen des Bolzens etwa eine viertel Stunde dauert.
Ist keine Plexiglasscheibe vorhanden, so kann der Bolzenbrecher mit dem bolzenführenden Teil in einen seitlich aufgestellten Pappkarton gestellt werden.
Der Versuch eignet sich als Einführung in die Thermische Ausdehnung von Feststoffen, sowie als Bestätigungsversuch. Spezielle Vorkenntnisse sind also nicht von Nöten.

Literatur Dorn-Bader, Physik Mittelstufe, Schroedel-Schulbuchverlag 1980