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

Titel:


 Addition von Kräften


Versuchsnr.:01

Namen: Ronny Zentis & Christian Bracht

Gruppe: A

DP Physik

 
Versuchsaufbauten
mit Parametern
 
 

 
Geräte
mit Firmenangabe
- 12 Stück 50g Massen
- 2 reibungsarm gelagerte Rollen
- Schnur, Geodreieck, Stativ
- Tageslichtprojektor
Durchführung
- Projektion des Versuchsaufbaus mittels Tages-Licht-Projektor an die Tafel
- An beiden Enden der Schnur und in der Mitte je 4 Massenstücke hängen.
   Den Winkel von 120° an die Tafel zeichnen und dort mit Hilfe des Geodreiecks ausmessen.
- Ein Massenstück von einem Schnurende wegnehmen und zusätzlich in der Mitte aufhängen.
   Den Winkel von 90° an die Tafel zeichnen und dort mit Hilfe des Geodreiecks ausmessen.

Resultate
möglichst quantitative
- Greifen drei Kräfte in einem Punkt an, so stellen sich in Abhängigkeit von der Größe dieser drei
 Kräfte im Gleichgewicht verschiedene Winkel zwischen den Kräften ein :
 
  Fall 1:   | F1 | =  | F2 | = | F3 |
  In diesem Fall ist das Kräfteparallelogramm ein gleichseitiges Dreieck. Deswegen erhalten wir
  zwischen F1 und F2 einen Winkel von 120°.

  Fall 2:  3 | F1 | = 4 | F2 | = 5 | F3 |
  In diesem Fall ist das Kräfteparallelogramm ein rechtwinkliges Dreieck. Deswegen erhalten wir
  zwischen F1 und F2 einen Winkel von 90°.

Allgemein gilt: in einem Kräfteparallelogramm von zwei Kräften F1 und F2 enspricht die Diagonale, die vom Ansatzpunkt von F1 und F2 ausgeht der resultierenden Kraft F3
Bemerkungen
&
Tricks
- die Schüler sollten folgende Vorkenntnisse besitzen: Gewichtskraft ( bzw. Kraft allgemein ),        
   Kräfteparallelogramm, Addition von Kräften und mathematische Kenntnisse
   über die Geometrie eines Dreiecks
- wegen der großen Reibung der Rollen und der vielen Kanten an denen die Schnur hängen
  bleiben kann sollte man durch "Rauf- und Runterfahren" der Gewichte die einwandfreie
  Schnurführung überprüfen
Literatur - www.zum.de
- Impulse Physik, Mittelstufe, Klettverlag
- Physik, Dorn/Bader Mittelstufe, Schroedel
- Physikalische Schulexperimente Band 1, Volk und Wissen