12.07.2018

Wissen | Experimente

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

Barbara Roos 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.

 

Markus Meier 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

Philosophie

Jetzt für die Vorrunde der Philosophie-Olympiade 2025/2026 üben

Letztes Jahr hat sich die Philosophie-Olympiade verändert. Zum ersten Mal startete der Essaywettbewerb mit einer Vorrunde. Diese bliebt auch im kommenden Schuljahr bestehen. Wer schon ein bisschen üben und den Stil der Fragen kennenlernen will, kann jetzt den Test vom letzten Jahr lösen.

Robotik

Girls Robotik Camp 2025

Kennen Sie Mädchen zwischen 8 und 15 Jahren, die sich für Technik interessieren? Vom 7. bis 9. November organisiert die World Robot Olympiad Schweiz ein Girls Robotik Camp voller Robotik, Spiel und Spass! Sowohl Anfängerinnen als auch Fortgeschrittene sind herzlich eingeladen.

Philosophie

Bereit, Mary kennenzulernen? Los geht’s!

Du findest Philosophie interessant, weiss aber nicht, wo anfangen? In zwei Artikel erzählen Ana Abril und Armelle Martinez, Alumnae und Freiwillige der Philosophie-Olympiade, wie Philosophieren geht. Im zweiten Teil inspiriert dich Ana mit einem Gedankenexperiment zum philosophischem Denken.

Chemie

"La chimie, c'est un mélange entre l'abstrait et le concret"

Nancy Han, médaillée d'argent des Olympiades de chimie, dans le laboratoire avec Radio Fribourg et Frapp.

Chemie

Chemie im Alltag

Hast du dich schon einmal gefragt, was passiert, wenn man Tinte mit einem Tintenkiller ausradiert?

Philosophie

From Reading to Reasoning

Today, the Swiss delegation embarks on their journey to the international Philosophy Olympiad. Meanwhile, volunteers Ana and Armelle invite you on a journey of your own: your path to philosophy.