Cavendish-Experiment mit webgesteuerter Gravitationsdrehwaage
Versuchsanordnung in der Heinrich-Emanuel-Merck-Schule: Drehwaage und Skala (nicht maßstäblich)
Zum Start unseres Online-Experiments.
Isaac Newton 1667
»Lehrsatz: Die Schwere kommt allen Körpern zu, und ist der in jedem enthaltenen Menge der Materie proportional.«
Isaac Newton, Principia, III. Buch, § 9
Didaktische Zielsetzung
Die oben dargestellte Versuchsanordnung ermöglicht interessierten Besuchern unserer Website die selbstständige Durchführung des Cavendish-Experiments mit Hilfe einer webgesteuerten Gravitationsdrehwaage. Das Experiment ist das Kernstück dieses Projekts. Es zielt darauf ab, die
- die qualitative Erscheinung der Gravitation (Massenanziehung) zwischen zwei irdischen Körpern anschaulich zu zeigen und
- auf dieser Basis eine quantitative Bestimmung der Gravitationskonstanten G zu ermöglichen.
Wir wollen damit einen Beitrag zum Verständnis des universellen Charakters der Gravitation leisten. Weitere didaktische Intentionen finden sich insbesondere in der Darstellung der theoretischen Grundlagen (siehe Theorie), aber auch auf anderen Seiten wie etwa auf der über die mechatronischen und informationstechnischen Grundlegungen dieses Projekts (siehe Technik).
Didaktische Perspektiven
Perspektivisch sind mittelfristig folgende Unterrichts- und Schülerprojekte intendiert:
- Analyse und Bewertung der quantitativen Ergebnisse (Physik/Mathematik).
- Physikalische und methodologische Konsequenzen aus dem Versuch (Physik, Erkenntnistheorie).
- Webinterface - Programmierung; Erstellen von C-Libraries; Technologie von Software-Schnittstellen und Datentransfer (Informatik).
- Probleme der Mehrsprachigkeit von Webseiten (Fachbereich Sprachen).
- Erstellen eines Entwicklungs-Sytems für Hard- und Software , d.h. einer realen Nachbildung der Skalenmechanik und -elektronik für Testzwecke (Elektronik, Informatik).
Komponenten des Versuchs
Live View auf die Drehwaage
(Webcam 1):
Live View auf die Skala
(Webcam 2):
Gravitation
Alle Körper ziehen sich aufgrund ihrer Masse gegenseitig an
Newton: »Sind endlich alle Körper in der Umgebung der Erde gegen diese schwer, ... so muss man nach dieser Regel behaupten, dass alle Körper gegeneinander schwer seien.«
(Principia, S. 381)
Gravitationsgesetz
Isaac Newton 1667