Aufbau und Durchführung
Beidseitig je zwei bis drei kräftige Personen spannen mit aller Kraft ein festes Seil wie beim Tauziehen.
Gelingt es einer dritten Person, das Seil in der Mitte auf den Boden zu drücken? Eine der beiden Gruppen kann übrigens durch einen kräftigen Baum oder einen anderen stabilen Gegenstand ersetzt werden, an dem das eine Seilende mit einem sicheren Knoten befestigt wird.
Es ist darauf zu achten, dass den üblichen Verletzungen beim Tauziehen (aufgeschlagene Hinterköpfe, geprellte Steißbeine und vom durchrutschenden Seil gehäutete Hände), eventuell schon bei der Auswahl der Personen, ansonsten aber durch dicke Handschuhe sowie Wegräumen kantiger Gegenstände (oder am besten: Durchführung des Experiments im Freien) vorgebeugt wird. Hinter die "Tauzieher" kann jeweils ein Helfer platziert werden, der notfalls den Fall nach hinten dämpft.
Erklärung:
Wie man dem Kräfteparallelogramm entnehmen kann, müssen die tauziehenden linken und rechten Gruppen jeweils Kräfte aufbringen, deren Beträge größer als der Betrag der senkrecht nach unten gerichteten Kraft des Mittelmanns sind, um diese von der dritten Person aufgewandte Kraft zu kompensieren. (Gegenkraft des Mittelmanns ist die (rote) Diagonale des Parallelogramms der Kräfte beider Gruppen.
Es werde angenommen, dass das Seil der Länge l = 5,0 m normal in einer Höhe von h = 0,6m über dem Boden verläuft. Nun wird es in der Mitte von der dritten Person auf den Boden gedrückt.
Dann ergibt die maßstabsgerechte Zeichnung für das Kraftverhältnis: FGruppe : FMittelmann = 2,5 m : 1,2 m. Der Mittelmann muss also bei diesen Längen nur ungefähr die Hälfte der Kraft einer Gruppe aufbringen.
Meist taucht dieses Experiment in einer Aufgabe auf, in der die Kräfte berechnet werden sollen, die eine Straßenlaterne, die an einem quer über eine Straße gespannten Draht aufgehängt ist, aufgrund ihres Gewichtes in den Verankerungen an den Häuserfronten angreifen lässt. Daran kann die Frage angeschlossen werden, was für Konsequenzen das Verhältnis der Lastkraft (Kraft des Mittelmannes) zu den Seilkräften für das Aufspannen von Hochspannungsleitungen hat. Allgemein gilt für das Verhältnis von Seilkraft zur Gewichtskraft der Last:
\[\frac{F_{\text{Seil}}}{F_{\text{Last}}} = \frac{0,5 \cdot l}{2 \cdot h}\]
mit Länge l und Höhe h des Seils.
Literatur:
Hilscher, H.: Universität Augsburg Institut für Didaktik der Physik CD-ROM Freihandexperimente
Melenk, H.; Runge, U.: Verblüffende physikalische Experimente, Aulis Verlag Deubner & Co.KG, Köln 1991