Mechanik: Welt der Kräfte 9.2: Der Schwerpunkt

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Der Schwerpunkt ist der Ort des Gleichgewichts, aber dies bedeutet nicht, dass die Gewichte gleich sind!

Die Kinder begegnen dem Schwerpunkt. Sie entdecken: Der Schwerpunkt ist der Ort des Gleichgewichts, aber dies bedeutet nicht, dass die Gewichte gleich sind!

Durch sorgfältiges Austarieren konnten die Kinder den Schwerpunkt selbst bestimmen. Dabei entdecken sie: Ist der Hebel länger, genügt auch schon ein leichteres Gewicht, um ein schwereres im Gleichgewicht zu halten: Hebellänge mal Gewichtskraft nennt man Drehmoment. Ist das Drehmoment auf beiden Seiten gleich, ist das Gleichgewicht gefunden.

Im nächsten Experiment wird die Drehung noch eine größere Rolle spielen…

Beschreibung


Material für die Kinder:Das Material für dieses Experiment

  • Holzstab (ca. 30 cm, z. B. ein langer Schaschlikspieß)
  • Knete
  • Schere
  • Lineal

Material für den Betreuer:

  • Digitalwaage

 

 

 

 

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Wir stecken rechts und links unterschiedlich große Knetgummikugeln auf den Holzstab. Befestige den Bindfaden in der Mitte des Stabes und verschiebe den Haltepunkt so lange, bis die Kugeln auf gleicher Höhe hängen. Jetzt hast Du den Schwerpunkt gefunden!

Bedeutet dies, dass die Seiten rechts und links vom Haltepunkt gleich schwer sind?

Schneide den Stab im Schwerpunkt durch und wiege die Seiten einzeln (Kugel + Stab). Miss anschließend die Länge der Teilstücke des Stabs. Trage dieWerte in eineTabelle ein. Was stellst Du fest?

Ergebnis: Der Schwerpunkt ist der Ort des Gleichgewichts, aber dies bedeutet nicht, dass die Gewichte gleich sind!

DieTabelle zeigt:

Gewicht 1 Hebel 1 Gewicht 2 Hebel 2
50 g 15 cm 50 g 15 cm
50 g 20 cm 100 g 10 cm
100 g 20 cm 200 g 10 cm
100 g 18 cm 150 g 12 cm

Die Kraft, die im Schwerpunkt auf das Holz wirkt hängt nicht nur vom Gewicht der Kugeln, sondern auch von der Länge des Hebels ab. Ist der Hebel länger, genügt auch schon ein leichteres Gewicht, um ein schwereres im Gleichgewicht zu halten: Hebellänge mal Gewichtskraft nennt man Drehmoment. Ist das Drehmoment auf beiden Seiten gleich, ist das Gleichgewicht gefunden.

Film: Im Untericht

Film: Das Experiment

Film: Die Erklärung

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