3B Scientific 1000735 Bedienungsanleitung
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Mechanik auf magnethaftenden Tafeln 1000735
Bedienungsanleitung
06/15 ALF
1. Beschreibung
Der Aufbausatz Mechanik - Statik ermöglicht die
Durchführung aller grundlegenden Experimente
zur Statik. Die Besonderheit besteht dabei darin,
daß alle Experimentieraufbauten durch die mit
Magnethaftscheiben versehenen Experimentier-
teile auf einer vertikal angeordneten Magnethaft-
tafel vorgenommen werden. Dabei sorgen die
kräftigen Haftmagnete für einen sicheren Halt
aller Teile. Der Vorzug dieser Experimentier-
technik besteht einerseits im Verzicht auf jegli-
ches Stativmaterial, andererseits in der leichten
Verschiebbarkeit
aller
Dadurch werden ein schnelles Aufbauen der
jeweiligen
Experimentieranordnung
einfaches Justieren möglich. Die vertikale An-
ordnung und die großen Abmessungen aller
Aufbauteile bedingen eine gute Sichtbarkeit aller
Experimentieraufbauten. Durch den Verzicht auf
Stativmaterial entfällt dessen störender Einfluß.
Weiterhin ermöglicht die Arbeit an der Hafttafel
die unmittelbare Beschriftung an der Experimen-
Experimentierteile.
und
ein
1
tieranordnung. Einerseits können sowohl - falls
erforderlich - die Bauteile mit Namen versehen
werden. Andererseits können die entsprechen-
den physikalischen Größen, die verändert bzw.
gemessen wer-den, eingetragen werden, so z.B.
Längen und Kräfte in ihrer jeweiligen Lage.
Schließlich kann unmittelbar neben der experi-
mentellen Anordnung eine Skizze zum Experi-
ment dargestellt werden, die das Prinzip der
experimentellen Anordnung beinhaltet. Diese
Skizze kann vor dem experimentellen Aufbau
angefertigt werden, so dass dann eine Zusam-
menstellung der experimentellen Anordnung
nach der Skizze erfolgt. Sie kann aber auch nach
dem experimentellen Aufbau entwickelt werden,
wobei
in
ihr
die
experimentellen Anordnung abgehoben werden.
Auf diese Weise ist z.B. die Darstellung von
Kräften und Kräfteparallelogrammen möglich.
Zur Realisierung der Experimente gehört außer
dem Aufbausatz eine Magnethafttafel der Min-
destabmessungen 100 cm x 100 cm.
wesentlichen
Teile
der
Verwandte Anleitungen für 3B Scientific 1000735
Inhaltszusammenfassung für 3B Scientific 1000735
- Seite 1 Mechanik auf magnethaftenden Tafeln 1000735 Bedienungsanleitung 06/15 ALF 1. Beschreibung tieranordnung. Einerseits können sowohl - falls erforderlich - die Bauteile mit Namen versehen Der Aufbausatz Mechanik - Statik ermöglicht die werden. Andererseits können die entsprechen- Durchführung aller grundlegenden Experimente den physikalischen Größen, die verändert bzw.
- Seite 2 2. Lieferumfang Schwerpunkt und Gleichgewichtslage 10. Schwerelinien Schwerpunkt einer Bauteil Anzahl Kunststoffscheibe K r a f t m e s s e r 11. Gleichgewichtslagen eines hängenden Schiefe Ebene mit fester Rolle und Körpers Winkelmesser 12. Gleichgewichtslagen - Schwerpunkt außer- W a l z e halb des Hebels Aluminiumquader mit...
- Seite 3 3. Flasche mit 2 Rollen Die Kraft nacheinander in verschiedenen Richtungen wirken lassen. Die Flasche mit 2 Rollen kann auch als lose Schließlich werden der Hakenkörper, der Rolle Verwendung finden. Dazu ist es zweck- mäßig, eine Rolle abzuschrauben. Dadurch wird Aluminiumquader und die Walze nachei- die experimentelle Anordnung übersichtlicher nander an den Federkraftmesser gehängt.
- Seite 4 Schließlich zunächst den einen, dann die zweckmäßig, die Halterung für die Federn oberhalb der Haftskala anzubringen. beiden anderen Hakenkörper schrittweise von Schlaufe zu Schlaufe nach unten set- Wiederum die jeweilige Verlängerung und die zen. wirkende Gewichtskraft Tabelle eintragen. ...
- Seite 5 Experiment Experiment Zunächst einen Hakenkörper am Feder- Den linken Federkraftmesser allmählich kraftmesser befestigen, nachfolgend schritt- immer weiter nach links schieben. weise die übrigen, wahlweise am Feder- Wenn der Faden gestrafft ist, zeigen beide Fe- kraftmesser oder an den Fäden. derkraftmesser eine Kraft an.
- Seite 6 Diesen Kraftmesser nun so lange verschie- ben, bis der Haken wiederum die Halterung nicht mehr berührt. In diesem Falle hinterlässt die durch den Kraft- messer bereitgestellte Kraft am Haken die glei- che Wirkung, wie vorher die beiden einzelnen Kräfte. ...
- Seite 7 Ergebnis 10. Faden mit Schlaufen, lang Wirken auf einen Körper zwei Kräfte in ver- schiedenen Richtungen, so können diese durch Experimenteller Aufbau eine einzige Kraft ersetzt werden. Betrag und Die beiden Rollen zu beiden Seiten im obe- Richtung dieser Kraft ergeben sich aus der Dia- ren Teil der Hafttafel befestigen.
-
Seite 8: Fäden Mit Schlaufen
8. Zerlegung einer Kraft in zwei Komponen- ten, die senkrecht aufeinander stehen Geräte 1. 2 Kraftmesser 2. 5 Hakenkörper 3. Rolle 4. Halterung 5. Gummimuffe 6. Messinghaken 7. 2 Fäden mit Schlaufen Experimenteller Aufbau Einen Federkraftmesser in der halben Höhe im linken Bereich Hafttafel, den... - Seite 9 Nun die Lage der Federkraftmesser so ver- Experiment ändern, dass die Kräfte vertikal nach oben Die Hakenkörper üben auf den Messinghaken wirken und der Hebel horizontal hängt. eine schräg nach unten gerichtete Kraft aus. Diese Kraft wird am Haken in zwei senkrecht Die durch die Gewichtskraft des Hebels verur- zueinander verlaufenden Komponenten zerlegt.
- Seite 10 Tabelle Danach die Schwerpunktscheibe an einer ihrer anderen Bohrungen aufhängen, wiede- Kraft F Kraft Abstand Abstand rum das Lot an der Halterung befestigen in N in N in cm in cm und einen weiteren Bleistiftstrich längs des Lotes ziehen. ...
- Seite 11 12. Gleichgewichtslagen - Schwerpunkt au- ßerhalb des Hebels Geräte 1. Hebel 2. Stahlstab mit Gewinde 3. Gegengewicht mit Feststellschraube 4. Lot 5. Halterung 6. Gummimuffe Experimenteller Aufbau Den Stahlstab mit Gewinde in die Mitte des Hebels schrauben. In der Nähe des unteren Endes vom Stahl- stab dasGegengewicht mit Feststellschraube befestigen.
- Seite 12 Dann den Hebel an einem anderen Loch auf die Halterung aufstecken und den Kreu- zungspunkt des Lotes mit dem Stahlstab ermitteln. Das Experiment mit zwei Löchern wiederho- len, die sich vom Stahlstab aus gesehen auf der anderen Seite des Hebels befinden. ...
- Seite 13 Tabelle Link- Links- Recht Rechts wirken- wir- Hebe de Kraft kende l arm bel- Kraft in N in N Ergebnis Je weiter bei einem Hebel die Kraft vom Dreh- punkt entfernt wirkt, um so geringer muss sie sein, damit Kräftegleichgewicht besteht. Zur mathematischen Auswertung werden die Pro- dukte aus Kraft und Kraftarm für beide Hebel- arme gebildet (die letzten beiden Spalten in der...
- Seite 14 Den Federkraftmesser vom Hebel lösen und Den einen Federkraftmesser oberhalb des in das 4. Loch, vom Drehpunkt aus gezählt, rechten Armes des Hebels anbringen, den einhaken. anderen unterhalb. Das erfolgt wiederum so, dass der Hebel Den Drehpunkt des Hebels mit dem Haft- horizontal verläuft und die Wirkungslinie ver- dreieck markieren.
- Seite 15 muss jedoch der Hebel weiterhin in horizon- taler Lage verbleiben. große Rolle anbringen. legen. In jeder Schlaufe je einen Hakenkör- Tabelle per befestigen. Drehmo Drehm stand Kraft stand Kraft ment 1 oment der 1. der 2. Kraft Kraft in Ncm in Ncm Dreh- Dreh-...
- Seite 16 Experimenteller Aufbau Experiment 2 Die Haftskala vertikal an der Hafttafel befes- Der feste Rolle durch einen Federkraftmes- tigen. ser ersetzen und an seinem Messpunkt den Faden mit Schlaufe einhängen, an der sich Die Halterung am oberen Ende der Haftska- der Hakenkörper mit dem Gegengewicht mit la in deren Mitte befestigen.
- Seite 17 gehalten, dass sich die kleine Rolle oben Hinweis befindet. Anstelle der oberen großen Rolle kann auch ein Danach den Faden nach oben führen und Federkraftmesser Verwendung finden (Fig. dort über die kleine Rolle legen, dann wieder 18b). Er wird etwa an der Stelle der großen nach unten über die große Rolle der Flasche Rolle oberen...
- Seite 18 Walze bis zum Federkraftmesser parallel zur Schiefen Ebene verläuft. Dann muß jedoch bei jeder Veränderung der Neigung der Ebene auch die Lage des Federkraftmessers verändert wer- den. 2. Das Gleichgewicht an der Schiefen Ebene kann auch dadurch hergestellt werden, dass an das Fadenende anstelle des Federkraftmessers Wägestücke angebracht werden, deren Ge- wichtskraft gleich der Hangabtriebskraft ist.
- Seite 19 2. Walze Die Walze in die eine Schlaufe des Fadens einhängen und den Faden über die Rolle 3. 4 Hakenkörper vertikal nach unten zum Federkraftmesser 4. Hebel führen. 5. 2 Halterungen Dicht unter der Schiefen Ebene den Hebel 6.
- Seite 20 3. Aluminiumquader mit 2 Haken 4. 6 Hakenkörper 5. Nylonfaden mit Schlaufen Fig. 20 Experiment An die zweite Schlaufe des Hakens einen Hakenkörper hängen. Die Walze zunächst festhalten und die Nei- gung der Ebene so weit vergrößern, dass der Hakenkörper die Hangabtriebskraft der Walze kompensiert.
- Seite 21 Die Höhe der Schiefen Ebene messen und mit der Länge der Ebene, der Gewichtskraft der Walze und der Gewichtskraft des Ha- Ergebnis kenkörpers in die Tabelle eintragen. Je größer die Höhe der Schiefen Ebene ist, Nachfolgend zwei Hakenkörper an der umso größer ist auch die Hangabtriebskraft.
- Seite 22 Experiment Auf das linke Ende der Schiefen Ebene den Aluminiumquader mit 2 Haken aufsetzen, so Den Federkraftmesser langsam horizontal dass er mit der größten Fläche aufliegt. bzw. schräg nach unten führen, so dass sich der Aluminiumquader gleichförmig bewegt. In den der Rolle zugewandten Haken die ...
- Seite 23 geneigt sein muss, damit der Hakenkörper den Experimenteller Aufbau Aluminiumquader die Ebene hinaufzieht. Man Die Schiefe Ebene horizontal auf der linken kann sie aber auch dadurch bestimmen, dass Seite im oberen Teil der Hafttafel befestigen. man die Ebene immer steiler einstellt und den ...
- Seite 24 Den Faden über die feste Rolle führen und Über jedes der Enden eine der Schlaufen am Federkraftmesser befestigen, der sich der Faden hängen und einen Hakenkörper auf der rechten Seite der Hafttafel unter der daran befestigen. Ebene befindet. Die jeweilige Länge kann auf der Skala direkt abgelesen werden.
- Seite 25 Die Untersuchungen mit einer zweiten Pen- Perioden- Länge l Masse m Zeit für 10 dauer T in s dellänge (Faden anderer Länge) wiederho- in cm in g Perioden len. t in s Tabelle...
- Seite 26 Ergebnis zwischen Faden und Pendelkörper gebracht werden. Die Periodendauer eines Fadenpendels ist un- abhängig von der Masse. 2. Das zweite Experiment kann auch zur Bestä- tigung der Gleichung für die Schwingungsdauer Experiment 2 eines Fadenpendels Einsatz finden: Zusammenhang zwischen Periodendauer und Pendellänge Als Pendelmasse findet ein Hakenkörper Ver- wendung.
- Seite 27 Experiment 1 Die Zeiten in die Tabelle eintragen. Zusammenhang zwischen Periodendauer Das Quadrat der Periodendauer über den und Masse des Federschwingers Quotienten aus Längenänderung und Kraft graphisch darstellen. Den Hakenkörper vertikal etwa 5 Zentimeter auslenken und loslassen. ...
- Seite 28 In diesem Falle werden Masse m und Feder- konstante k in die Gleichung eingesetzt und daraus die Periodendauer berechnet. Sie stimmt für jedes Teilexperiment mit der gemessenen Periodendauer überein. 4. Die Federkonstante kann auch dadurch ver- ändert werden, dass an den unteren Haken des Hakenkörpers noch eine weitere Schraubenfe- der gehängt wird, deren unteres Ende an einer...
- Seite 29 Öffnungen mit Hilfe der Messinghaken die beiden Schraubenfedem befestigen und an jede 2 Hakenkörper hängen. Fig.27 Experiment Das untere Ende einer der beiden Federn etwa 5 Zentimeter vertikal nach unten aus- lenken und loslassen. Technische Änderungen vorbehalten © Copyright 2015 3B Scientific GmbH...