Experimente zur Zentripetalkraft
auch Zentrifugalregler genannt
Bei diesem Aufbau handelt es sich um einen Fliehkraftregler, wie er von James Watt zur Regulierung seiner Dampfmaschinen verwendet wurde. In diesem Versuch wird lediglich das Prinzip des Fliehkraftreglers demonstriert. Er wird mit einem Experimentiermotor betrieben.
zum Versuchzwei unterschiedlich schwere Kugeln in einer Rinne
Bei diesem Experiment laufen zwei Kugeln unterschiedlicher Masse in einer halbkreisförmigen Rinne, die in Rotation versetzt werd. Beide Kugeln bewegen sich aufgrund der Rotation nach außen und steigen in der Rinne nach oben. Je größer die Rotationsgeschwindigkeit, desto größer ist die Steighöhe. Die Steighöhe ist unabhängig von der Masse der Kugeln. Beide Kugeln steigen gleich hoch.
zum Versuchzwei unterschiedlich schwere Kugeln in einer mit Wasser gefüllte Rinne
Der Aufbau ähnelt dem der Kugelschwebe mit den Kugeln unterschiedlicher Masse. Allerdings befindet sich bei diesem Aufbau Wasser und nicht etwa Luft in einem Kunststoffrohr. Die Kugeln haben eine geringere Dichte als Wasser, so dass sie bei stillstehendem Versuch schwimmen. Entsprechend sinken die Kugeln auf den Boden des Kunststoffrohrs, wenn das Rohr in Rotation versetzt wird.
zum Versuchbei Änderung von Masse und Winkelgeschwindigkeit
Mit diesem Versuch wird demonstriert, dass die Zentripetalkraft abhängig von der Masse und der Winkelgeschwindigkeit ist. Als Rotationskörper dient ein Wagen, der sich auf einer mitrotierenden Schiene nach innen oder außen bewegen kann. Auf den Wagen können Zusatzgewichte aufgesteckt werden.
zum VersuchExperiment mit Handy
Mit Hilfe der App phyphox schauen wir uns den Zusammenhang zwischen Zentripetalbeschleunigung und Winkelgeschwindigkeit an.
zum Versuch