Physik-Experiment-Schwerpunkt: Schwebende Schachtel

Materialien

• 1 leere Schachtel z.B. Pralinenschachtel
• 1 Stück weißen Zeichenkarton (in der Größe der Schachtel)
• 1 möglichst schweren kleinen Gegenstand (z.B. eine Schraubmutter oder ein Bleigewicht)
• Klebstoff

Schritt-für-Schritt-Anleitung

Schritt 1: Vorbereitung der Schachtel

1. Leere Pralinenschachtel: Besorge eine leere Pralinenschachtel. Diese sollte möglichst leicht sein und aus Karton bestehen.
2. Zeichenkarton zuschneiden: Schneide ein Stück weißen Zeichenkarton so zu, dass es genau in die Schachtel passt. Dieser Karton wird später als zweiter Boden dienen und sollte die gleiche Länge und Breite wie die Innenseite der Schachtel haben.

Schritt 2: Befestigung des Gewichts

1. Gewicht auswählen: Wähle ein kleines, aber schweres Objekt, wie eine Schraubmutter oder ein kleines Bleigewicht. Das Gewicht sollte schwer genug sein, um den Schwerpunkt der Schachtel deutlich zu verändern.
2. Gewicht positionieren: Lege die Schraubmutter oder das Bleigewicht in eine Ecke der Schachtel. Achte darauf, dass das Gewicht fest in der Ecke liegt und sich nicht bewegt.
3. Gewicht befestigen: Verwende Klebstoff, um das Gewicht sicher in der Ecke zu fixieren. Trage ausreichend Klebstoff auf die Unterseite des Gewichts auf und drücke es fest in die Ecke der Schachtel. Warte einige Minuten, bis der Klebstoff vollständig getrocknet ist.

Schritt 3: Anbringen des zweiten Bodens

1. Zeichenkarton einlegen: Lege das zuvor zugeschnittene Stück Zeichenkarton vorsichtig über das Gewicht in die Schachtel, sodass es als neuer Boden dient. Der Zeichenkarton sollte die gesamte Fläche der Schachtel bedecken und den Eindruck erwecken, dass die Schachtel leer ist.
2. Karton fixieren: Falls nötig, fixiere den Zeichenkarton mit etwas Klebstoff an den Rändern der Schachtel, um sicherzustellen, dass er sich nicht bewegt und das Gewicht gut verdeckt bleibt. Lass den Klebstoff gut trocknen.

Schritt 4: Vorführung des Tricks

1. Leere Schachtel zeigen: Zeige deinen Freunden oder Zuschauern die vermeintlich leere Schachtel. Du kannst sie leicht schütteln, um zu demonstrieren, dass sie leer ist.
2. Schachtel auf den Tisch legen: Lege die Schachtel vorsichtig auf den Tisch, sodass eine ihrer Ecken über die Tischkante hinausragt. Achte darauf, dass die Ecke mit dem versteckten Gewicht auf dem Tisch bleibt.
3. Schachtel weiter schieben: Schiebe die Schachtel langsam weiter über die Tischkante hinaus, bis etwa die Hälfte der Schachtel über den Rand hinausragt. Beobachte, dass die Schachtel nicht herunterfällt, obwohl sie scheinbar ungleichmäßig auf der Tischkante liegt.

Schritt 5: Erklärung des Phänomens

1. Erklärung des Schwerpunkts: Erkläre deinen Zuschauern, dass jeder Gegenstand einen Schwerpunkt hat, also einen Punkt, um den die Masse des Gegenstandes im Gleichgewicht ist.
2. Verlagerung des Schwerpunkts: Beschreibe, wie du durch das Anbringen des Gewichts in einer Ecke der Schachtel den Schwerpunkt verlagert hast. Anstatt in der Mitte zu liegen, befindet sich der Schwerpunkt nun näher an der schweren Ecke.
3. Gleichgewicht der Schachtel: Erkläre, dass die Schachtel durch den verlagerten Schwerpunkt viel länger auf dem Tisch liegen bleibt, selbst wenn sie weit über die Tischkante hinausragt.

Hintergrundinformationen zum Schwerpunkt

Der Schwerpunkt eines Gegenstandes ist der Punkt, an dem die gesamte Masse des Objekts gleichmäßig verteilt ist. Bei regelmäßigen, symmetrischen Objekten liegt der Schwerpunkt in der Mitte. Wird jedoch ein zusätzliches Gewicht an einer bestimmten Stelle angebracht, verschiebt sich der Schwerpunkt in Richtung dieses Gewichts. Bei der Pralinenschachtel sorgt die eingeklebte Schraubmutter dafür, dass der Schwerpunkt näher an der Ecke mit dem Gewicht liegt, was das Gleichgewicht der Schachtel verändert und sie stabiler auf der Tischkante hält.

Durch dieses einfache Experiment kannst du anschaulich demonstrieren, wie der Schwerpunkt die Stabilität und das Gleichgewicht von Objekten beeinflusst. Viel Spaß beim Ausprobieren und Vorführen dieses faszinierenden Tricks!