Tassen-Bungee

Infos zum Experiment

Naturwissenschaften

Alter

11 bis 14 Jahre

Ab 15 Jahren

Dauer (inkl. Vorbereitung)

Bis zu 30 Minuten

Eingereicht von

„Zauberhafte Physik mit Partyversuchen“ - ein Projekt zur Förderung physikalischer Interessen bei Grundschulkindern.

Quelle

www.zauberhafte-physik.net/tassenrettung

Materialien

1 runder Stock

eine 1m lange Schnur

1 Tasse

Zusatzanschaffungen

3 bis 5 Muttern

Beschreibung des Experiments

Hinweis: Als Stock nimmt man am Besten einen Kochlöffel, der Versuch funktioniert aber auch mit einem sechseckigen Bleistift. Um den Versuch möglichst scherbenfrei ablaufen zu lassen, sollte das Gewichtsverhältnis vorher über einer weichen Unterlage ausprobiert werden. Für einen üblichen Porzellanbecher (360 g) braucht man ein Gegengewicht von 10 bis 15 g (das entspricht etwa fünf Muttern M10), für eine Tasse (120 g) genügen 6 g bzw. drei M10-Muttern. Je mehr Muttern man nimmt, desto eher kommt die Abfährtsbewegung der Tasse zum Halten, je weniger desto größer ist der Nervenkitzel.

Das eine Ende der Schnur am Tassenhenkel fest knoten; an das andere Ende der Schnur das Gegengewicht fest knoten, z. B. drei Muttern.
Die Schnur über den Stock legen.
Den Stock und das Schnurende mit den Muttern in Nasenhöhe waagerecht hoch halten.
Dann das Schnurende mit den Muttern los lassen. Das erfordert etwas Unerschrockenheit.

Erklärung

Was passiert?

Während die Tasse nach unten fällt, wickelt sich die Schnur mit den Muttern um den Stock und bringt die Tasse rechtzeitig vor dem Aufprall am Boden zum Halten.

Die Tasse ist gerettet!

Warum wickelt sich das Schnurende mit den Muttern um den Stock?

Das Naturgesetz

Wenn man die Muttern los lässt, schwingen sie wie ein Pendel zur Seite.

Die Geschwindigkeit des Pendelschwungs wird vom Gewicht der Muttern und der Pendellänge bestimmt: je kürzer die Schnur, desto kürzer die Schwingungsdauer, d. h. das Pendel schwingt immer schneller.

Die Abfährtsgeschwindigkeit des Bechers wächst beim Herunterfallen durch die Erdanziehung g (v= √ 2gh ). Die dadurch entstehende Bewegungsenergie des Bechers wird durch die Schnur auf die Muttern übertragen. Die Muttern nehmen immer mehr Bewegungsenergie auf, bis ihr Ausschlag so groß wird, dass sie über die waagerechte Lage des Stocks hinaus schwingen; es kommt zum Überschlag. Die Pendelschnur wickelt sich um den Stab und es kommt zu einem abrupter Halt des Bechers.

Beispiel aus dem Alltag

Um eine Standuhr nachzustellen, verschiebt man das Pendelgewicht und ändert damit die Geschwindigkeit des Pendels.

Fotoquelle: kompetenzz