27 Kräfte in Natur und Technik 14 Der Schwerpunkt Versuch: Unterstütze eine kreisrunde Scheibe aus Holz oder Karton in ihrem Mittelpunkt mit einem lotrecht gehaltenen Nagel: Die Scheibe kann so in waagrechter Lage gehalten werden. Im Mittelpunkt der Scheibe greifen ihr Gewicht und die durch den Nagel übertragene Gegenkraft an. Gewicht und Gegenkraft sind gleich groß und wirken in entgegengesetzte Richtungen. Der Punkt, in dem man sich die gesamte Masse des Körpers vereinigt vorstellt, heißt Schwerpunkt (center of mass/gravity). In diesem Punkt greifen die Gewichtskraft (Schwerkraft) und die Gegenkraft an, damit der Körper in jeder Lage in Ruhe bleibt. Durchbohre die Kreisscheibe nahe am Rand und hänge sie wie in Abb. 14.1 an einen waagrecht gehaltenen Nagel! Befestige am Nagel ein Lot: Wo liegt der Schwerpunkt? Die von den Aufhängepunkten aus gezogenen Lotrechten nennt man Schwerlinien. Sie gehen alle durch einen Punkt, den Schwerpunkt. Er liegt im Schnittpunkt der Schwerlinien. Abb. 14.2 zeigt, wie man den Schwerpunkt beliebiger Körper finden kann. Bei flachen Körpern (Stück Karton, Zeichendreieck) kann man Schwerlinien auch durch Ausbalancieren bestimmen (Abb. 14.3). Haben Körper, die aus einem einheitlichen Stoff aufgebaut sind, eine Symmetrieachse, oder ist ihre Masse symmetrisch zu einer Achse verteilt, so ist diese Achse eine Schwerlinie. Bei Figuren bzw. Körpern mit einem Symmetriezentrum (Parallelogramm, Kreis, Würfel, Kugel usw.) ist dieses auch der Schwerpunkt. Die Lage des Schwerpunkts ist bei starren Körpern fix, bei verformbaren veränderlich. Liegt der Schwerpunkt immer im Inneren, d. h. im Material eines Körpers? Denke an einen Gummireifen oder an ein Kipferl. Du bist dran – zeige deine Kompetenz: 14.1 Bestimme den Schwerpunkt eines Dreiecks durch Konstruktion und durch Versuche. 14.2 Bestimme den „Schwerpunkt der Fläche Österreichs“ oder eines Bundeslandes mit Hilfe eines maßstäblichen Kartonstückes. Ist ein Punkt schwer? A A M M F1 F F F2 s1 A1 A2 A3 A2 A1 A1 s1 s2 s3 s2 S s1 Aufhängungspunkt Schwerlinien 14.1 Die Scheibe schwingt so lange, bis sich eine Ruhelage einstellt. Der Aufhängepunkt A und der Mittelpunkt M der Scheibe liegen dann auf einer Schwerlinie. 14.2 Bestimmung des Schwerpunktes bei unregelmäßigen Figuren mit Hilfe eines Lotes 14.3 Der Schwerpunkt des Dreieckes liegt auf der (roten) Schwerlinie. Im Schwerpunkt eines Körpers denkt man sich die gesamte Masse vereint. Er ist der gedachte Angriffspunkt des Gewichts des Körpers. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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