Versuchsziel
Bei der Aufhängung einer Straßenbeleuchtung muss man wissen, mit welchen Kräften die Seile an den Hausmauern ziehen, um die richtige Befestigungsart planen zu können. Insgesamt sind die Kräfte in den Seilen (\(\vec {{F}}_1\) und \(\vec {{F}}_2\)) und die Gewichtskraft der Lampe (\(\vec {{F}}_3\)) im Gleichgewicht. In diesem Schülerversuch sollst du drei verschiedene Gleichgewichtssituationen herstellen und dokumentieren. Zu Hause sollst du herausfinden, welcher graphische Zusammenhang zwischen \(\vec {{F}}_1\), \(\vec {{F}}_2\) und \(\vec {{F}}_3\) bestehen muss, damit Gleichgewicht herrscht.
Versuchsaufbau
Versuchsdurchführung
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Achte darauf, dass der Nullpunkt der Kraftmesser (in horizontaler Lage) richtig eingestellt ist.
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Überlege dir, welchen Wert ein Skalenabschnitt am Kraftmesser ausmacht.
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Die durch die drei Schnüre aufgespannte Ebene soll parallel zur Unterlage sein und nur wenige Millimeter über dem Zeichenblatt liegen, damit die Richtungen der Kräfte möglichst genau auf das Blatt übertragen werden können.
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Die Schnur rechts soll gerade über die Rolle laufen, damit die Reibung möglichst klein gehalten wird.
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Die Kraftmesser können auch mit der Hand festgehalten werden. Auf diese Weise können die Versuchsbedingungen schneller variiert werden. Insbesondere lassen sich vom symmetrischen Fall abweichende Situationen leichter herstellen.
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Bei den Kraftmessern ist darauf zu achten, dass diese nicht verkanten, da sonst falsche Werte angezeigt werden.
Stelle drei deutlich verschiedene Gleichgewichtsfälle her und halte die Beträge und Richtungen der Kräfte nach dem oben skizzierten Muster in drei verschiedenen Zeichnungne fest.
Trage in die Blätter jeweils die Kräfte \(\vec {{F}}_1 \), \(\vec {{F}}_2 \) und \(\vec {{F}}_3 \) in geeignetem Maßstab ein. Zusätzlich ist es ratsam die Gegenkraft zu \(\vec {{F}}_3 \) (Bezeichnung: \(\vec {{F}_3 ^*} \)) einzuzeichnen. Diese Gegenkraft hat die gleiche Wirkung wie \(\vec{F}_1\) und \(\vec {{F}}_2 \) zusammen.
Versuche nun zeichnerisch einen Zusammenhang zwischen \(\vec {{F}}_1 \)und \(\vec {{F}}_2 \) einerseits und \(\vec {{F}_3} ^*\) andererseits aufzufinden.