12.07.2018

Wissen

Experiment Seilreibung

Sie suchen nach einem guten Experiment zu den Themen Reibung und Mechanik? Et voilà: Die Physik-Olympiade bietet Ihnen hierzu das Experiment "Seilreibung". Danach wird Ihren Schülerinnen und Schülern klar sein, warum Seile ganze Schiffe befestigen können. Oder verrostete Bremszüge eher mühsam sind.

Bild: Chris Lawton auf unsplash.com

Wie ist das Experiment aufgebaut?

Ihre Schüler analysieren die Reibung zwischen einem Seil und einer Stange. Das Experiment hat drei Aufgaben:

  • Bestimmung der Kräfte bei maximaler Haftreibung und des Haftreibungskoeffizienten
  • Bestimmung der Kräfte bei Gleitreibung und des Gleitreibungskoeffizienten
  • Bestimmung der Kräfte bei Gleitreibung als Funktion des Umschlingungswinkels sowie des Gleitreibungskoeffizienten

 

Was lernen meine Schüler?

  • Sie lernen das Gesetz von Euler-Eytelwein kennen und verstehen es
  • Sie können erklären, warum wenige Umschlingungen um einen Poller reichen, um ein schweres Schiff festzumachen
  • Sie lernen, ein Physik-Experiment zu bauen, auszuführen und auszuwerten

 

Sie können Ihre Schüler für das Experiment motivieren, weil...

  • es überraschend ist
  • es ein Alltagsphänomen erklärt
  • man mit einfachsten Mitteln ein allgemeines physikalisches Gesetz findet

 

Welches Material brauchen wir für das Experiment?

  • Schnur
  • 2 Federkraft-Messer (Bereich 0 – 3 N, 0 – 10 N). Achtung: Die Skala von Federkraftmessern muss je nach Verwendungslage (senkrecht nach oben, senkrecht nach unten, waagrecht) mit Hilfe der Verstellschraube auf 0 gestellt werden.
  • Stativmaterial: Tischklammer, Stativstange, Muffe, Stativstange für Reibungsmessung (rot markiert)
  • Diagrammpapier
  • Kessel, Wassergefäss (mit Wasser), Waage
  • Gewichtssatz
  • Papiertücher

 

Für wen ist das Experiment geeignet?

Ideal für Klassen, die in zwei Jahren die Matura schreiben. Die Schülerinnen und Schüler sollten die Exponentialfunktion kennen. Das Phänomen an sich können aber auch jüngere Schülerinnen und Schüler erkunden.  

 

Wie lange dauert das Experiment?

Ungefähr 150 Minuten. Wer die vollständige Lösung finden will, braucht eher länger.

 

 

 

So können Sie das Experiment ausbauen:

  • Unterschiedliche Stangendurchmesser testen. Der Aha-Moment: Der Effekt hängt nur vom Umschlingungswinkel ab.
  • Anwendungsbeispiele besprechen. Zum Beispiel schlecht geölte oder verrostete Bremszüge beim Velo. Der Kraftaufwand wird bald sehr gross, die Bremswirkung ist klein.

 

Wer hat es erfunden?

Die Idee des Experiments ist von der Asiatischen Physik-Olympiade 2012 übernommen. Ausgearbeitet wurde das Experiment von Markus Meier.

 

Wo finde ich die Lösungen?

Auf der Website der Physik-Olympiade: http://swisspho.ch/de/exams

 

Zu den Autoren

BarbaraRoos studiert Mathematik im Master an der ETH Zürich. Sie durfte 2014 an der Internationalen Physik-Olympiade in Kasachstan teilnehmen. Seither hilft sie bei der Physik-Olympiade beim Übersetzen und Korrigieren von Prüfungen und hat auch schon Schweizer Teams an internationale Wettbewerbe begleitet.

 

MarkusMeier studierte und promovierte in Physik an der ETH Zürich. Hilft bei der Physik-Olympiade seit bald zehn Jahren mit und hat Teams an drei Internationale Physik-Olympiaden begleitet. An der Alten Kantonsschule Aarau hat er als Physiklehrer Schüler auf die Olympiaden vorbereitet; er wird im Sommer 2018 pensioniert.

Weitere Artikel

Verband

Biologie

Chemie

Geographie

Informatik

Mathematik

Physik

Robotik

Fabrique un piège à moustiques

Marre d’entendre siffler les moustiques à tes oreilles la nuit et de devoir leur livrer une chasse impitoyable? Voici un piège tout simple qui te permettra de dormir (un peu) plus tranquille.

Verband

Physik

Robotik

Informatik

Mathematik

Elektromotoren selber bauen

SimplyScience zeigt Ihnen, wie Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern einen Motor bauen können. Ganz schlicht: mit Kupferlackdraht, Batterie, Magneten und ein paar weiteren Bestandteilen.

L'alphabète inclusif de Tristan Bartolini

Verband

Ecrire l'égalité, c'est possible

Les Olympiades de la science recommande l’utilisation du langage inclusif dans toutes les langues nationales. Néanmoins, pour la langue française, de nombreux outils sont à notre disposition. Eclairage.

Linguistik-Olympiade Schweiz

Linguistik

Verband

Hättest du es gewusst? Drei Aufgaben und Lösungen der Linguistik-Olympiade

Die Wissenschafts-Olympiaden wachsen! Wir begrüssen die Linguistik-Olympiade als 10. Mitglied in unserem Verband und freuen uns auf die Zusammenarbeit. Finde auch gleich heraus, ob dir dein logisches und mathematisches Denken beim Lösen von Linguistik-Aufgaben hilft.

Biologie

Verband

Herbarium leicht gemacht

Die warme Jahreszeit ist da und draussen wuchern die Pflanzen und blühen die Blüten. Ob du ein Schulprojekt machst, deine Spaziergänge etwas aufpeppen möchtest oder eine Beschäftigung für deine Schülerinnen und Schüler suchst – wir zeigen dir, wie du in 5 Schritten dein eigenes Herbarium erstellst.

Chemie

Verband

Wissenschaftlich denken – mit Eiswürfeln und Kiwi

Die Chemie-Olympiade präsentiert: Fünf Experimente, mit denen Sie Ihren Schülerinnen und Schülern wissenschaftliche Methoden vermitteln können. Sie eignen sich sowohl für die Schule wie auch für zuhause, denn das nötige Material stammt grösstenteils aus der Küche.