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Aufgabe

Elektrostatisches Spielzeug

Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe

Im Barock unterhielt sich die feinere Gesellschaft oft durch elektrostatische Spielereien. Ein beliebtes Spielzeug waren die "lustigen Knaben".

Es handelt sich um eine Wippe aus Isoliermaterial. An den Enden der Wippe war auf der Unterseite jeweils Staniol (Zinnfolie) aufgeklebt. Die Wippe berührte abwechselnd die beiden Pole (+) und (), an die eine Hochspannungsquelle angeschlossen war.

Erkläre die Funktionsweise dieses Spielzeugs.

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Geht man davon aus, dass die beiden Figuren das gleiche Gewicht haben, so ist die Wippe z.B. in horizontaler Lage im Gleichgewicht.

Setzt man von außen die Wippe in Bewegung, so dass z.B. die linke Figur den positiv geladenen Kontakt (+) berührt, so lädt sich auch der auf der Unterseite der Wippe befindliche linke Staniolstreifen positiv auf. Da sich gleichnamig geladene Körper (Staniolstreifen und linker Kontakt (+)) abstoßen, wird sich die linke Figur nach oben und die rechte Figur nach unten bewegen. Die Wippe ist nach rechts geneigt.

Berührt nun der Staniolstreifen des rechen Wippenendes den Kontakt (), so wird dieser Staniolstreifen negativ aufgeladen und schließlich vom Kontakt () abgestoßen.

Da bei nach rechts geneigter Wippe der Abstand zwischen dem rechten Staniolstreifen und Kontakt () kleiner ist als der Abstand des linken Staniolstreifen vom Kontakt (+), ist auch die abstoßende Kraft rechts größer als die abstoßende Kraft links. Somit wird sich die Wippe wieder nach links neigen usw. ...