Schwere, Elektrische und Magnetische Wechselwirkung (Gravitation, Elektrostatik, Magnetostatik)
Inhaltsverzeichnis
Versuche und Beispiele
- Doppelpendel elektrostatisch gekoppelt.jpg
- Flying Stick.jpg
- Schallplattengenerator.jpg
- Magnetischer Heizkörper.jpg
Gravitation
Die Gravitationsdrehwaage
- youtube: gravitationswaageDIVX.AVI
- youtube: Gravity - From Newton to Einstein - The Elegant Universe
Ein Gewicht
Das Gewicht wird zum Boden gezogen. Beim kleinen Gewicht ist auch nur eine kleine Kraft nötig, um es zu halten.
Elektrische Wechselwirkung
- Flying Stick
- Doppelpendel
Zwei Trinkhalme
Zwei an einem Faden hängende Kunststoff-Trinkhalme werden mit einem Wollappen gerieben.
Beobachtung
Die beiden Halme entfernen sich voneinander.
Die Wirkung ist größer, wenn man stark gerieben hat und läßt mit der Zeit nach.
Magnetische Wechselwirkung
- (Ent)Magnetisieren:Schütteln/Erhitzen (Elementarmagnete?)
- Stabmagnet oder Eisenstab?
- Doppelpendel
Ein schwebender Magnet
Beobachtung
Der Magnet sinkt auf den unteren, bis er zum Stehen kommt. Um ihn dem anderen zu nähern, muss man fester drücken.
Wagen stoßen zusammen
Zwei Wagen fahren aufeinander und stoßen zusammen. Zwischen den Wagen befindet sich eine Metallfeder. Dann werden Magnete an den Wagen befestigt und der Zusammenstoß wiederholt.
Beobachtung
Die Wagen nähern sich und stoßen sich voneinander ab. Im Falle der befestigten Magnete, ohne sich zu berühren.
Gemischtwarenladen
Aufbau
Man versucht mit dem geriebenen Luftballon eine Wirkung auf den Magneten zu erzielen. Oder mit dem Gewicht auf den geladenen Luftballon.
Beobachtung
Man kann keine Wirkung erkennen!
Ziele
Es gibt drei verschiedene Wechselwirkungen:
Schwere, Elektrische und Magnetische Wechselwirkung
Zwei Gegenstände haben eine Wechselwirkung. Aus einer mechanischen Sichtweise heraus heißt das, dass sie Impuls austauschen. Ein Gegenstand verliert Impuls, der andere Gegenstand erhält den Impuls.
Offensichtlich besteht eine Wechselwirkung zwischen jeweils passenden ähnlichen Eigenschaften von Gegenständen. Es gibt drei verschiedene physikalische Eigenschaften, die Wechselwirkungen hervorrufen.
- Die (schwere) Masse ([math]m[/math] in Kilogramm, kg)
- Alle Gegenstände mit einer (schweren) Masse , werden gegenseitig angezogen.
- Die elektrische Ladung ([math]Q[/math] in "Coulomb", C), die positiv oder negativ sein kann.
- Elektrisch gleichnamige Gegenstände werden abgestoßen, ungleichnamige werden angezogen.
- Die magnetische Ladung ([math]Q_m[/math] in "Weber", Wb), die Nordpol- oder Südpolladung sein kann.
- Die Enden zweier Gegenstände mit gleichnamigen magnetischen Ladungen werden abgestoßen, ungleichnamige werden angezogen.
Die Wechselwirkung ist umso größer, je größer die elektrischen oder magnetischen Ladungen oder die Massen sind.
Zwei ungleichnamige elektrische oder magnetische Ladungen schwächen sich in ihrer gemeinsamen Wirkung.
Außerdem steigt die Wirkung bei kleinerem Abstand.
Enstehung der Wechselwirkungseigenschaften
- Trennung von elektrischer Ladung Zwei geladene Gegenstände
- Magnetisierung von Eisen, Nickel, etc. Ein Gegenstand mit Ladungen an den Enden (Dipol)
