Mechanik

Auftrieb in Wasser

Material

• Probekörper für Auftrieb
• 3 * gleiches Volumen, 2 * gleiche Masse
• 2 Kraftmesser 1 N, 1 Kraftmesser 0,1 N
• Messschieber
• Laborboy
• Becherglas
• Stativmaterial

Beschreibung

Zur Bestimmung der Auftriebskraft verschiedener Probekörper in Wasser. Durch Absenken der Probekörper in das Wasser wird die Abhängigkeit der Auftriebskraft vom Volumen gezeigt.

Ballistisches Pendel

Material

• CO2 Luftpistole mit Halter
• Pendelkörper
• Schleppzeiger
• Stativmaterial

Beschreibung

Die abgeschossene Kugel einer Luftpistole wird mit einem Pendelkörper aufgefangen .  Aus dem Ausschlag und der Masse des Schleppzeigers lässt sich der Impuls sowie die Geschwindigkeit der Kugel berechnen.

Dehnung eines Cu-Drahtes, elastischer, plastischer Bereich

Material

• Cu Draht d = 0,35 mm
• Gewichte
• Längenmaßstab
• Stativmaterial

Beschreibung

Ein gespannter Kupferdraht wird mit zunehmendem Gewicht belastet. Anhand des Schleppzeigers lässt  sich der elastische und dann plastische Bereich bis zum Bruch beobachten.

Druckverhältnisse im durchströmten Rohr

Material

• Standgefäß mit Absperrhahn
• Glasrohrsatz mit Steigrohren
• 2 Bechergläser
• Färbemittel Tinte
• Laborboy

Beschreibung

Zur Untersuchung des Druckverlaufs in durchströmten Rohrleitungen mit unterschiedlichen Weiten und Querschnittsverengungen. Druckanzeige durch Flüssigkeitsanstieg in vertikal angesetzten Glasröhren.

Fliehkraft

Material

• Experimentiermotor mit Thyristorregler
• Stroboskop
• Erdmodell für Fliehkraft
• Fliehkraftreglermodell
• Kugelschwebe mit Flummi und Tischtennisball
• Stativmaterial

Beschreibung

Das Erdmodell dient zur Erklärung der Erdabplattung.

Kugelschwebe: Halbkreisförmige Metallrinne mit Flummi und Tischtennisball. Bei Drehung steigen beide Körper auf die gleiche Höhe.

Garnrolle

Material

• Kabeltrommel mit Schnur

Beschreibung

Je nachdem unter welchem Winkel man an dem Faden der Garnrolle (Kabeltrommel) zieht, wird der Faden auf- oder abgewickelt.

Gittermodelle

Material

• verschiedene Kristallgitter
• verschiedene Translationsgitter

Beschreibung

Verschiedene Gittermodelle zur Demonstration von Kristallstrukturen

Modelle der dreidimensionalen Bravais-Gitter.

Gleichförmige u. beschleunigte Bewegung

Material

• Luftkissenfahrbahn mit Gebläse
• Gleiter
• Metronom
• Kreide
• Maßstab

Beschreibung

Ein Gleiter bewegt sich auf der waagerechten Luftkissenfahrbahn gleichförmig und auf der schrägen Fahrbahn gleichförmig beschleunigt. Zum Schlag eines Metronoms werden Markierungen zum Ort des Gleiters auf die Fahrbahn gebracht.

Fall 1: doppeltes Zeitintervall = doppelte Strecke

Fall 2: doppeltes Zeitintervall = 4-fache Strecke

Hauptträgheitsachse, Rotation um freie Achsen

Material

• Handbohrmaschine
• Thyristorregler
• 3 verschiedene Rotationskörper am Seil befestigt (zylindrischer Stab, Scheibe, lose geschlossene Kette)
• Stativmaterial

Beschreibung

Mit Hilfe des Bohrfutters der Handbohrmaschine werden jeweils die verschiedenen Rotationskörper befestigt und in Rotation versetzt.

Nach kurzer Zeit stellt sich der Körper quer und rotiert um die Achse des größten Trägheitsmoments.

Hooksches Gesetz

Material

• verschiedene Schraubenfedern
• Metermaß mit Markern
• 50 g Massestücke

Beschreibung

Mehrere Massestücke werden nacheinander an eine Feder gehängt. Die Auslenkung der Feder ist proportional zur angehängten Masse. Die Auslenkung kann mit den Markern festgehalten werden.

Hydraulische Presse

Material

• Modell hydraulische Presse
• 2 Bechergläser
• Stativmaterial

Beschreibung

Zur Demonstration der Wirkungsweise einer hydraulischen Presse. Glasmodell mit Druckpumpe, Lastkolben und zwei Ventilen.

Impulserhaltung

Material

• großer Ball  (d: 21 cm, Masse: ca. 150 g)
• kleiner Ball (d: 3,5 cm, Masse: ca.  25 g)

Beschreibung

Ein großer Ball, auf dem ein kleiner Ball liegt, wird fallengelassen. Durch Impulsübertragung erhält der kleine Ball eine sehr hohe Geschwindigkeit.

Impulserhaltung in 2 Dimensionen

Material

• großer Luftkissentisch
• 2 Gebläse
• mehrere Gleiter
• Wasserwaage

Beschreibung

Zur Demonstration von Stoßgesetzen in 2 Dimensionen. Die Gleiter bewegen sich nahezu reibungsfrei auf einem Luftkissentisch.

Impulserhaltung unelastischer Stoß

Material

• Luftkissenfahrbahn mit Gebläse
• 2 elektronische Stoppuhren
• 2 Lichtschranken
• Gleiter mit Zubehör

Beschreibung

Die Geschwindigkeiten der beiden Gleiter vor und nach dem Stoß werden mit Lichtschranken und elektronischen Stoppuhren bestimmt.

Kommunizierende Röhren

Material

• kommunizierende Röhren
• Färbemittel Tinte

Beschreibung

Standgefäß mit zwei verschieden geformten Ansatzröhren. Höhe: ca. 22 cm

Kugelwurfgerät

Material

• Kugelwurfgerät
• Stativmaterial

Beschreibung

Das Kugelwurfgerät wird gespannt. Beim Auslösen des Gerätes vollzieht die eine Kugel einen waagerechten Wurf und die andere einen freien Fall.

Man hört, dass beide Kugeln zur gleichen Zeit auf den Boden auftreffen.

Magnuseffekt 1

Material

• Luftkissenfahrbahn mit Gebläse
• Gleiter für Magnuseffekt
• Haartrockner

Beschreibung

Auf dem Gleiter befindet sich ein motorgetriebener Zylinder mit Rechts- und Linkslauf. Mittels eines Luftstroms (Haartrockner) senkrecht zur Fahrbahn kann der Gleiter beschleunigt werden. Die Bewegungsrichtung des Gleiters ist abhängig von der Drehrichtung des Zylinders und der Richtung des Luftstroms.

Magnuseffekt 3

Material

• Abflußrohr
• Styroporkugel

Beschreibung

Die Kugel befindet sich im Inneren des Rohres. Dieses wird mit einem kräftigen Schwung über den Kopf hinweg nach vorne bewegt. Aufgrund des Magnuseffekts ergibt sich eine nach oben gekrümmte Flugbahn der Kugel.

Maxwellsches Rad

Material

• Maxwellsches Rad
  • Trägheitsmoment: ca. 13 kgcm²
  • Raddurchmesser: 13 cm, Achsdurchmesser: 6 mm
• Tafelwaage
• Wägesatz
• Stativmaterial

Beschreibung

Ein Rad ist an einer dünnen Achse an zwei Fäden aufgehängt. Lässt man das Rad los, wird unter dem Einfluss der Gravitation die Scheibe nach unten gezogen. Man erhält eine beschleunigte Dreh- und Translationsbewegung.

Das Rad kann zur Messung der Trägheitskraft bei Beschleunigung auch auf eine Tafelwaage montiert werden.

Messen von Zeit

Material

• Fadenpendel
• Federdrehpendel
• Metronom
• analoge Stoppuhr
• digitale Stoppuhr

Beschreibung

Es können verschiedene Methoden zur Zeitmessung gezeigt werden.

Reibung

Material

• schiefe Ebene, Laborboy
• Klötze für Reibungsversuche
• Kraftmesser (2-5 N)
• verschiedene Massen (100-500 g)

Beschreibung

Zur Demonstration von Haft- und Gleitreibung an einer schiefen oder horizontalen Ebene. Die Klötze sind jeweils mit einer Fläche aus Kunststoff belegt sowie mit Haken versehen.

Rollende Zylinder

Material

• verschiedene Rollkörper
• 2 Zylinder gleicher Masse und äußerer Form
• schiefe Ebene
• Tafelwaage
• Stativmaterial

Beschreibung

Unterschiedliche Rollkörper rollen die schiefe Ebene verschieden schnell hinunter.

Es werden  2 Zylinder gleicher Form gezeigt. Auf der Waage wird demonstriert, dass beide Zylinder die gleiche Masse besitzen. Lässt man die Zylinder die schiefe Ebene zur gleichen Zeit herunterrollen, kommt einer eher unten an.

Zylinder 1: Vollzylinder aus Aluminium

Zylinder 2: Hohlzylinder aus Messing

Seifenblasen

Material

• Glasrohr mit Dreiwegehahn
• Seifenblasenlösung oder Luftballons
• kleines Becherglas
• Stativmaterial

Beschreibung

Zwei unterschiedlich große Seifenblasen sind durch ein Glasrohr miteinander verbunden. Die kleinere Seifenblase bläst die größere auf. Anstatt Seifenblasen können auch Luftballons benutzt werden.

Styroporkugel im Luftstrom

Material

• Gebläse mit Zubehör
• Haartrockner
• Styroporkugeln, Tischtennisbälle

Beschreibung

Eine Styroporkugel schwebt im Luftstrom, selbst wenn das Gebläse schräg gestellt wird. In dem Luftstrom des Haartrockners können mehrere Tischtennisbälle schweben.

Balkenwaage

Material

• Balkenwaage
• einige Massen

Beschreibung

Demonstration einer Balkenwaage

Bodendruckapparat

Material

• Bodendruckapparat
• Becherglas

Beschreibung 

Mit dem Bodendruckapparat wird gezeigt, dass der Druck des Wassers auf den Boden eines Gefäßes unabhängig von dessen Form ist.

Corioliskraft

Material

• Drehtisch und Metallrinne für Corioliskraft
• Papier mit Kreuz für Drehtisch
• mehrere Stahlkugeln in einem Behälter
• Auffangbehälter (Kasten mit Schaumstoff)
• Fadenpendel (ca. 50 cm)
• Funkkamera Set
• Stativmaterial

Beschreibung

Die Stahlkugeln rollen von der Metallrinne über den rotierenden Drehtisch in den Auffangbehälter. Dieser Vorgang kann mittels der Funkkamera aus Sicht des Drehtisches (rotierendes System) gezeigt werden. Die Bahn der Kugel scheint gekrümmt. Die Kugel des Fadenpendels vollführt aus Sicht des rotierenden Systems betrachtet eine rosettenartige Bewegung.

Drehimpulserhaltung

Material

• Drehschemel
• zwei 5 kg Massen
• Fahrradreifen (Schlauch mit Wasser gefüllt)
• Anziehschnur

Beschreibung

Eine Person auf dem drehenden Schemel hält die Hanteln mit ausgestreckten Armen. Dann werden die Hanteln an den Körper gezogen. Der Schemel dreht sich schneller.

Ändert eine Person auf dem Schemel die Achse des rotierenden Rades, ändert sich die Winkelgeschwindigkeit des Schemels.

Fahrradkreisel

Material

• Fahrradkreisel
• Anziehschnur
• Stativmaterial

Beschreibung

Ein Fahrradkreisel ist mit einer Metallspitze auf einem Stab mit Pfanne nahezu kräftefrei gelagert. Der Kreisel lässt sich labil bis stabil lagern (Markierung des spitzen Lagerstabes beachten). Mit dem Kreisel lassen sich Präzession und Nutation zeigen.

Flaschenzug

Material

• Flaschenzug Experimentiersatz
• 2 einzelne Umlenkrollen
• Massestück (1 kg)
• 2 Kraftmesser (10 N)
• Stativmaterial

Beschreibung

Es wird gezeigt, wie mit Hilfe eines Flaschenzuges die benötigte Kraft zum Anheben einer Masse verringert werden kann und sich dabei die Seilzugstrecke verlängert.

1 bewegliche Rolle:         halbe Kraft = doppelter Weg

2 bewegliche Rollen:       viertel Kraft = vierfacher Weg

Foucault-Pendel

Material

• kleines Foucault-Pendel
• Stativfuß

Beschreibung

Es kann demonstriert werden, dass die Schwingungsebene eines Pendels erhalten bleibt, wenn sich der Boden unter ihm wegdreht. (Das gesamte Demo-Pendel wird gedreht)

Gerader u. schräger Wurf mit Wasserstrahl

Material

• Wasserpumpe und Thyristorregler
• Wanne, Schlauch mit Düse (Schlauchverbinder)
• Stroboskop
• Stativmaterial mit Drehmuffe

Beschreibung

Durch die Drehmuffe kann der Austrittswinkel des Wasserstrahles variiert werden. Der Wasserstrahl ist besser zu erkennen, wenn er im abgedunkelten Raum durch ein Stroboskop mit niedriger Frequenz beleuchtet wird.

Gleichförmige u. beschleunigte Bewegung

Material

• Luftkissenfahrbahn mit Gebläse
• Gleiter
• Metronom
• Kreide
• Maßstab

Beschreibung

Ein Gleiter bewegt sich auf der waagerechten Luftkissenfahrbahn gleichförmig und auf der schrägen Fahrbahn gleichförmig beschleunigt. Zum Schlag eines Metronoms werden Markierungen zum Ort des Gleiters auf die Fahrbahn gebracht.

Fall 1: doppeltes Zeitintervall = doppelte Strecke

Fall 2: doppeltes Zeitintervall = 4-fache Strecke

Gravitationswaage

Material

• Gravitationswaage
• kleine Bleikugeln: Masse 15 g, Abstand zur Achse 50 mm
• große Bleikugeln: Masse 1,5 kg
• HeNe Laser (1 mW) mit Netzgerät
• Stativmaterial

Beschreibung

Zur Demonstration der Massenanziehung zweier Körper und zur Bestimmung der Gravitationskonstanten. Sehr empfindlicher Torsionskraftmesser, dessen Auslenkung über einen Lichtzeiger angezeigt wird. Quantitative Messungen sind im Hörsaal aufgrund von Erschütterungen kaum möglich.

Hebelgesetz

Material

• Demonstrationshebel
• mehrere Massen
• Stativmaterial

Beschreibung

Für Versuche zum Gleichgewicht an der Wippe und zum Hebelgesetz.

Hydraulik

Material

• 2 Kolbenprober mit unterschiedlichem Durchmesser
• Verbindungsschlauch
• 100 g Massestücke
• Stativmaterial

Beschreibung

2 Kolbenprober mit unterschiedlichem Durchmesser sind mit einem Schlauch miteinander verbunden. Als Hydraulikflüssigkeit wird Wasser verwendet.

Eine Masse von 100 g vermag mehrere Massen von 100 g anzuheben.

Hydrodynamisches Paradoxon

Material

• Haartrockner
• Pappe
• Stativmaterial

Beschreibung

Eine Scheibe hat in der Mitte ein Loch, durch das die Luft des Haartrockners geblasen wird. Bringt man eine zweite bewegliche Scheibe in den Luftstrom, wird diese nicht weggeblasen sondern angesaugt.

Impulserhaltung elastischer Stoß

Material

• Luftkissenfahrbahn mit Gebläse
• 2 elektronische Stoppuhren
• 2 Lichtschranken
• Gleiter mit Zubehör

Beschreibung

Die Geschwindigkeiten der beiden Gleiter vor und nach dem Stoß werden mit Lichtschranken und elektronischen Stoppuhren bestimmt.

Impulserhaltung mit verschiedenen Kugeln

Material

• Kugelspiel mit 6 Kugeln

Beschreibung

Die Kugeln sind bifilar aufgehängt. Die Impulserhaltung kann mit 4 Kugeln gleicher Masse und zusätzlich 2 Kugeln kleinerer Masse demonstriert werden

Kapillarität zwischen zwei Glasscheiben

Material

• keilförmiges Glasgefäß
• Färbemittel Tinte

Beschreibung 

Zur Demonstration von Kapillarkräften. Keilwinkel: ca. 7° Seitenflächen: 10,5 cm x 4 cm

Kräftezerlegung 1

Material

• Magnettafel
• 2 Torsionskraftmesser
• Massestück mit Klemme
• Stativmaterial

Beschreibung

Beide Torsionskraftmesser sind mit einem Faden miteinander verbunden. Die Masse wird an den Faden gehängt. Je nachdem unter welchem Winkel die Masse auf die Kraftmesser wirkt, werden unterschiedlich groß wirkende Kräfte angezeigt. Die Fadenrichtung entspricht der Kraftvektorrichtung.

Magdeburger Halbkugeln

Material

• Vakuumpumpe (Enddruck ca. 1 mbar)
• Magdeburger Halbkugeln

Beschreibung

Zur Demonstration der Wirkung des Luftdruckes. Die Wirkung des Luftdruckes durch kräftiges Ziehen an den Griffen demonstrieren. Durchmesser: ca. 12 cm

Magnuseffekt 2

Material

• Rampe
• Glasbecken
• Kunststoffkugel
• Stativmaterial
• evtl. Schwanenhalskamera

Beschreibung

Die Kugel rollt die Rampe herunter und trifft auf die Wasseroberfläche. Aufgrund des Magnuseffekts durchläuft sie im Wasser eine gekrümmte Bahn.

Magnuskreisel

Material

• Magnuskreisel mit Zubehör

Beschreibung

Ein kardanisch aufgehängter Kreisel wird in Drehung versetzt. Dieses Dreikörpersystem kann um die drei Hauptachsen Drehungen ausführen, wobei je nach dem Grad der Belastung durch Zusatzgewichte der Kreisel in den einzelnen Hauptachsen stabil oder instabil sein kann.

Messen der Oberflächenspannung

Material

• Aluminiumring für Oberflächenspannung
• Kraftmesser 0,1 N
• Schieblehre
• Laborboy
• Stativmaterial

Beschreibung

Taucht die Schneide des Ringes in eine Flüssigkeit ein, so lässt sich beim Herausziehen die Oberflächenspannung aus der Kraft bestimmen, bei der der Ring von der Flüssigkeitsoberfläche abreißt.

Pfeilschussapparat

Material

• Pfeilschussapparat
• Stativmaterial

Beschreibung

Ein Pfeil wird durch ein gespanntes Gummiseil auf eine Zielscheibe geschossen. Bei Freigabe des Pfeils wird die Befestigung der Zielscheibe automatisch gelöst. Der Pfeil trifft stets die frei fallende Scheibe.

Relativbewegung

Material

• Wagen mit montierter Funkkamera
• horizontal verschiebbares Schild
• Stativmaterial
• Monitor

Beschreibung

Im ersten Fall wird der Wagen horizontal gegen das Schild verschoben, im zweiten Fall wird das Schild gegenüber dem Wagen verschoben. In beiden Fällen ist der Eindruck auf dem Monitor gleich.

Schweredruck

Material

• Standgefäß mit Ausflussrohr
• Becherglas
• Färbemittel Tinte
• Laborboy
• Auffangwanne

Beschreibung

Zum Nachweis der Abhängigkeit des Druckes von der Wassertiefe durch Beobachtung der Auslaufstrahlen.

Spannungsoptik

Material

• 2 Polarisationsfilter
• verschiedene Kunststoffkörper
• Overheadprojektor

Beschreibung

Sichtbarmachen der inneren Spannung in Kunststoff mit Hilfe von Polarisationsfiltern.

Träge Masse

Material

• Baumwollfaden
• Massestück (500 g)
• Stativmaterial

Beschreibung

Ein Massestück ist mittels eines Baumwollfadens aufgehängt. Unten an der Masse ist ein zweiter Faden befestigt.

Man zieht langsam am unteren Faden: Der Faden oberhalb der Masse reißt.

Man zieht sehr schnell am unteren Faden: Der Faden unterhalb der Masse reißt.