3B Scientific Stability Apparatus - Manual

1
K
G
S
F
l
h
Bedienungsanleitung
3B SCIENTIFIC® PHYSICS
U15033 Standfestigkeitsapparat
6/03 ALF
®
Der Standfestigkeitsapparat dient zur Demonstration der
Standfestigkeit eines Objekts in Abhängigkeit der
Schwerpunktlage über der Standfläche.
1. Beschreibung, technische Daten
Der Standfestigkeitsapparat besteht aus 3 in gleichen
Abständen übereinanderliegenden Metallplatten, die mit
4 Metallstangen durch Gelenke verbunden sind. Im
Schwerpunkt des Gerätes, in der Mitte der mittleren Plat-
te, ist ein Senklot aufgehängt.
Abmessungen: 180 mm x 150 mm x 290 mm
2. Prinzip
Eine stabile Gleichgewichtslage eines stehenden Körpers
ist nur dann gegeben, wenn das Lot auf den Mittelpunkt
der Standfläche trifft. Die Standfläche hebt dann die Wir-
kung der am Schwerpunkt angreifenden Schwerkraft auf.
Geht das Lot nicht durch diesen Punkt, greift ein von der
Schwerkraft hervorgerufenes Drehmoment am Schwer-
punkt des Körpers an und bringt ihn zum Kippen.
Im Schwerpunkt S greifen zwei Kräfte an, die Gewichts-
kraft G und horizontal die Kraft F, die versucht den Kör-
per um die Kante K zu kippen. Sie verursacht ein Dreh-
moment M
kipp
= Fh mit K als Drehachse. Diesem Dreh-
moment wirkt das von der Gewichtskraft hervorgerufe-
ne Drehmoment M
gew
= Gl entgegen. Solange Fh = Gl ist,
bleibt der Körper im Gleichgewicht und kippt nicht. Die
Kraft F = Gh/l dient als Maß der Standfestigkeit eines mit
einer Fläche aufliegenden Körpers. Je größer das Gewicht
G und der Abstand l des Auftreffpunktes des Lots von der
Kante K und je kleiner die Höhe h des Schwerpunkts über
der Auflagefläche ist, desto größer ist die Standfestigkeit
des Körpers.
3. Bedienung
• Den Standfestigkeitsapparat auf eine horizontale Un-
terlage stellen.
• Dem Gerät verschiedene Neigungen erteilen.
• Gleichgewicht ist stabil, wenn der Schwerpunkt über
der Auflagebasis liegt.
• Gleichgewicht ist labil, wenn der Schwerpunkt über
der Kippungskante liegt. (Ein kleiner Stoß reicht zum
Umkippen aus.)
• Wenn der Schwerpunkt nicht mehr über der Auflage-
basis oder über der Kippungskante liegt, kippt der
Standfestigkeitsapparat von selbst um.
• Schwerpunktlage ist durch das Lot immer erkennbar.
• Kraft, die zum Umkippen des Geräts erforderlich ist,
mit einem in der seitlichen Öse befestigtem 10 N
Kraftmesser bestimmen.
3B Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Deutschland • www.3bscientific.com • Technische Änderungen vorbehalten
1 Metallplatte
2 Lot
3 Metallstange
4 Gelenk
4
1
2
3