Experimente

Hier einige Experimente oder Geräte die wir, das Gymnasium Stein zu bieten haben.

Generator: Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie.

Dreht man an der Kurbel, setzen sich verschiedene Geräte in Gang. Die erzielte Leistung wird an einem Leuchtbalken angezeigt.

Bei heftigem Kurbeln (ca. 100 Watt) setzt sich der Mixer in Bewegung.

Außerdem wird an einem Zähler die verrichtete Arbeit angezeigt. Diese steigt an, je länger man kurbelt.

Mit dieser Vorrichtung wird der Unterschied zwischen Arbeit und Leistung sehr plausibel dargestellt.

Gravitationsdrehwaage


An einem dünnen Draht hängt eine Hantel mit zwei kleinen Bleikugel. Die kleinen Bleikugeln werden von zwei großen Bleikugeln auf Grund der Gravitationskraft angezogen. Ändert man die Position der großen Bleikugeln, ändert die Gravitationskraft auf die kleinen Kugeln ihre Richtung. Die Hantel fängt das Schwingen an. Aus Schwingungsdauer, Masse der Kugeln usw. kann man die Gravitationskraft bzw. die Gravitationskonstante berechnen.

Aus der Gravitationskonstante kann man die Masse der Erde berechnen.

 

Dieses Foucaultpendel wurde im Rahmen einer Facharbeit gebaut.

Ein Foucaultpendel ist ein langes Fadenpendel mit einer großen Pendelmasse, mit dessen Hilfe die Erdrotation anschaulich nachgewiesen werden kann. Man beobachtet, dass das Pendel seine Richtung im Laufe der Zeit ändert. Diesen Effekt kann man damit erklären, dass sich nicht das Pendel, sondern sich der Boden bewegt, d.h. sich die Erde dreht.  Durch die Erdrotation tritt eine Scheinkraft auf. Diese Scheinkraft nennt man Corioliskraft.

Das Foucaultpendel am Gymnasium Stein besitzt weder eine besonders große Pendelmasse noch einen besonders langen Faden. Die Bewegung wird stattdessen von einer Elektronik mit Elektromagnet aufrechterhalten, die sich unter dem Pendel befindet.


Ein Tesla-Transformator erzeugt eine Hochspannung von mehr als 100 kV. Er arbeitet mit hohen Frequenzen bis zu 100 kHz. Er funktioniert mit Hilfe der Resonanz magnetisch lose gekoppelter elektrischer Schwingkreise. Da er aber nur eine geringe Leistung erbringt, gilt er als relativ gefahrlose Hochspannungsquelle. Die zwischen der inneren Elektrode und den die Glaskugel berührenden Fingern fließenden Ströme bilden eindrucksvolle Plasmaschläuche aus. Ein Teslatrafo kann im Rundfunkbereich Störungen verursachen. Siehe auch Teslatrafo

Mit einer Wimshurstmaschine lassen sich durch Influenz Spannungen bis über 100 kV erzeugen. Zwischen den Elektroden entstehen Funken von einigen Zentimetern Länge. Durch das Hinzuschalten von Leidener Flaschen (im Bild unten links und rechts) als Ladungsspeicher (Kondensator) können laut knallende, eindrucksvolle Funken erzeugt werden.



Das Stoßpendel dient zur spielerischen Veranschaulichung des Energie- und Impulserhaltungssatzes.

Im angloamerikanischen Sprachraum ist es als Newton's cradle bekannt.


Das Spiegelteleskop dient zur Beobachtung von astonomischen Objekten.