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