Masse eines Radiergummis

[Traitor]

Vorhin ereignete sich ein Ereignis, im Chat dergestalt festgehalten:

[*Traitor] Herrliches Manöver
[*Traitor] Ich werfe einen Radiergummi hoch, er trifft die Eisschale, katapultiert den Löffel raus, der macht diverse Pirouetten und fliegt durchs halbe Zimmer
[!blobbfish] Was hast du für Radiegummi, dass der Löffel derart viel Ekin bekommt
[*Traitor] scheinbar gute, blobbfish
[!blobbfish] Schwer wie's scheint

Daraufhin fanden wir es natürlich durchaus interessant, wie schwer dieser Radierer nun war. Naturgemäß war ich zu faul, eine Waage aufzusuchen, und im Internet fand ich auch keine Angaben über die Masse dieses spezifischen Radierermodells (Pelikan WS30), nur seine Größe.

Im Folgenden haben Bauer-Ranger, Mirf und ich schon einige Methoden diskutiert, die Masse des Radierers zu bestimmen. Allerdings kamen wir noch zu keiner wirklich phänomenalen, weshalb ich hiermit zu einem Wettbewerb aufrufe:
Überlegt euch möglichst wirre Experimente, um die Masse des Radierers zu bestimmen. Also welche, die auf irgendwelchen obskuren Zusammenhängen basieren, übertrieben aufwendig sind oder wai. Vorausgesetzt werden dürfen seine Maße (28mm*18mm*5mm, allerdings jeweils ca 4mm*4mm an den Ecken abgewetzt) und übliche Naturkonstanten.
Den wirrsten und mit Haushaltsmitteln und vertretbarem Aufwand umsetzbaren Versuch werde ich dann in den Semesterferien durchführen und dokumentieren, der Radierer wird solange konserviert und nicht weiter abgenutzt.

[nazgul]

Die Versuche mögen bitte nichts enthalten was mit Spitz / Scharf / Hochspannung / Starkstorm oder sonstwie potentiell gefährlichem zu tun hat,
das sich Tröte bei dem versuch sonst selbst umbringen würde!


P.S.: ich denk mir da mal was aus

[Milena]

ich auch, also, ich werde auch mal schwer darüber nachdenken...

[Da-Fe]

tolle Idee ^^

Hmm ich bin grade nur wenig kreativ... und außerdem ja noch sooooooo klein.

Naja. Also wenn ich mich recht erinnere, ist doch ein Newton diejenige Kraft, die einem Körper der Masse 1 kg, die Beschleunigung 1m/s² gibt (oder?).

Du könntest also in einem von einem (sehr guten) Staubsauger evakuierten Raum, auf den Radiergummi eine Kraft von 1 N wirken lassen, die Geschwindigkeit nach (z.B.) 1 s messen und mit der Formel v = a * t (1s) die erzielte Beschleunigung berechnen und jene in Relation zu dem oben genannten setzten...

Hab ich Denkfehler gemacht, wenn ja, bitte sagen...

Da Fe

[BEN2506]

Ganz einfach umständlich :

Benötigte Materialien :

- Korken
- Kleine Holzleiste, die den Seitenmaßen des Radiergummis entspricht.
- Hammer
- Stift
- Papier
- Wasserwage
- Messlatte

Versuchsaufbau :

Man Lege den Korken auf eine Glatte, Waagerechte- Fläche. Darauf Platziere man nun die kleine Holzleiste und am. Anschließen wird das Radiergumme am einen Ende platziert. Das ganze Muss vorher natürlich in der Waage sein.

Versuchsdurchführung :

Man nehme den Hammer, und Schlage auf das andere Ende der Latte. Das Radiergummi wird nun in die Luftkatapultiert und anhand der nebenstehenden Messlatte (Zollstock) wird die Flughöhe des Radiergummis gemessen. Der Zettel und Stift wird zur Hand genommen und die Flughöhe notiert. Anschließend wird die Energie berechnet mit der man auf die Latte einschlug.

Nun wird unter Berücksichtigung der ZuschlagsEnergie, Luftwiederstand, der Länge der Holzlatte usw... Berechnet welches Gewicht der Radiergummi haben muss um die gemessene Höhe zu erreichen. Das ganze Natürlich immer im Hinblick auf die Kräfte die auf den Radiergummi eingewirkt haben.

Ich hoffe ich konnte eine einfache Lösung für das "problem" liefern.

Ben

[Da-Fe]

@ Ben: Ich schlage vor das ganze mit video zu dokumentieren und ich würde noch einen Feder Kraftmesser (später im Video maximalen Ausschlag notieren) einbauen um die Schlagkraft auch wirklich Messen zu können. Fürchte jedoch, dass der Radierer eine Parabel fliegen wird und die erreichte Flughöhe somit nich der entspricht, die es in einem senkrechten nach oben gerichteten Wurf erreichen würde.

[BEN2506]

Selbstverständlich wird das eine Parabel, aber es wird ab dem höchsten Punkt gemessen! Mit Video zu dokumentieren ist gut...

Ben

[Feuerkopf]

Da ich in meinem Leben nur ein halbes Jahr Physik hatte, möge man mir die simple Versuchsanordnung nachsehen.

Du nimmst einen Messbecher und füllst exakt 1 l Wasser hinein.
Dann gibst du den Radierer hinzu, schaust, wieviel ml hinzukommen auf der Messskala, und du hast das Gewicht in Gramm.

Natürlich kann man dieses Aufbau auch aufwändig verbrämen, doch dazu fehlt mir die Fantasie.

[Monostratos]

@Feuerkopf: Nein. So ein Versuch zeigt höchstens an, welches Volumen der Ratzefummel hat. Da man das Gewicht eines ccm Radiergummi nicht kennt, kann man auch nichts daraus erschliessen.

[Bauer-Ranger]

also ich hab ne variante für den Fall, dass die Sidetemperatur unter 100°C ist.
Hm, ansonsten musste es auch gehen Aber dann nicht mit Wasser, sondern mit Materialien, die einen höheren Sidepunkt haben. Ich gehe mla davon aus, dass der Schmelzpunkt höher liegt. Ich ahb grad nachgeschaut, Zinn hätte einen Schmelzpunkt von 232 °C. Man könnte aber auch Glycerin nehmen, dessen SIdepunkt bei 290°C liegt. Damit dürften wir dann den Schelzbereich vom Radiergummi abdecken.
Dann wissen wir ja schon das Volumen.
Der Versuch läuft dann so ab, dass wir den Radiergumme (oder einen Teil) auf der Flüssigkeit (Zinn oder Glycerin) zum schmelzen bringen (Achtung, es darf keine chemische Reaktion stattfinden, evtl den Versuch im Vakuum durchführen ).
Dann dürfte sich auf der Flüssigkeit (Zinn oder Glycerin) ein Fleck bilden, das wäre dann der geschmolzene Radiergumme, dessen Höhe dann näherungsweise einen Moleküldurchmesser hat.
Durch das vorher besitmmte Volumen des geschmolzenen Radiergummes und durch den Durchmesser des Radiergummifleckes können wir durch gleichsetzen der beiden Voluminas auf den Moleküldurchmesser schließen. Dabei ist darauf zu achten, dass das Volumen, das vorher besitmmt wurde, auch im flüssigen Zustand gemessen wird. Dabei könnte man einen hohlen Quader mit bekannter Grundfläche und messbarer Höhe nehmen und darin den Radiergumme zum schmelzen bringen. Am besten man nimmt im kalten Zustand zwei gleichgroße Teile des Radiergummis und misst dann das Volumen in dem Quader und setzt das mit dem Volumen des Fleckes gleich, wodurch man dann hoffentlich auf den Moleküldurchmesser schließen kann.
Durch den Moleküldurchmesser können wir auf das Volumen eines Moleküls schließen und somit auf die Anzahl der Teilchen im ganzen Radiergummi schließen.
Dann greift Traitor zum Telefon und ruft bei Pelikan an und erfrägt die geheime chemische Mischung des Radiergummis und dadurch errechnet er dann die Masse.
Alternativ macht er mit dem Radiergummi eine Tomografie (heißt das so?) und findet dadurch die chemische Zusammensetzung heraus. Bei dieser Methode kenn ich mich nicht aus, deswegen kann ich das nicht so richtig erklären. Aber Mirf hat sowas heute bereits im Chat erwähnt und hält das ganze für funktionstüchtig.
Damit wäre die Masse auf umständliche Art und Weise gemessen
Alternativ hängt man den Radiergummi an eine Federwaage. Das ganze dreht man dann im Kreis mit einem Motor, so dass das ganze sich mit einer konstanten Frequenz dreht. Wenn man von oben dann auf das ganze schaut kann man die Ausdehnung der Federwaage erkennen und kann somit auf die Zentalkraft schließen, die die Waage auf den Radiergumme auswirkt. Durch die Frequenz kann man nun auf die Masse schließen

mfg Mich!

[Feuerkopf]

@Feuerkopf: Nein. So ein Versuch zeigt höchstens an, welches Volumen der Ratzefummel hat. Da man das Gewicht eines ccm Radiergummi nicht kennt, kann man auch nichts daraus erschliessen.

Okay, ich bin halt ein Physik-DAU.

Die bisherigen Versuchsaufbauten stelle ich mir sehr beeindruckend vor. Traitor, das gibt eine Sondersendung bei "Quarks & Co."

[nazgul]

Traitor möge sich zwei gleichartig gebaute Wecker kaufen.

Nach Synchronisieren der Wecker stellt er einen Wecker neben den Ratzefummel, den anderen weit Weg vom Ratze (ja auch vom Papst, das was wir iher machen ist unchristlich^Wunkatholisch)

Da Uhren in der Nähe von Massen langsamer gehen (weshalb eg. meine auch immer Nachlaufen...) kann Tröte die Masse des Gummis aus dem Gangunterschied der beiden Wecker bestimmen. (Oder der Archäologe, der die Anordnung in 1000 Jahren ausgräbt, wenn Traitor zuviel Geld hat möge er Atomuhren benutzen)

[blobbfish]

Hab mir unter Dusche auch mal was überlegt.

Benötigte Materialien:
Hochenergetischen Laser im Gammabereich
Ein wenig Vakuum
Ein starkes Feld, aber nicht zu stark, virtuelle Teilchen wollen wir nicht messen
Einen Ionenzähler für Kationen und Anionen
Michelson & Morley Interferometer (MMI)

Versuchsaufbau:

Radiergummi in das Vakuum bringen, auf einem dünnen Stab platzieren. Nun den Laser nehmen (Ich empfehle einen Undulator) und einzelne Photonen auf das Radiergummi schießen. Es ist Präzision gefragt, denn der Stab darf nicht erwischt werden.
Der Vakuumbehälter befindet sich in dem starken, wierum das Feld gepolt ist, überlasse ich dir. An der positiv geladenen Seite bringst du den Anionennachweiser an, auf der negativen Seite den Kationennachweiser.
Jeder Nachweiser ist Teil eines Armes eines MMI. Genauer gesagt befindet sich ein Spiegel eines Armes auf dem Nachweiser.
Der Versuchsaufbau sollte idealerwesise in Gran Sasso (= Tief im Berg) stattfinden, um unerwünschte Strahlung zu blocken.

Versuchsdurchführung:

Beschieße das Radiergummi mit Photonen. Messe die Verschiebungen der beiden MMI. Errechne daraus, um wieviel Meter der obere Arm länger und der untere Arm kürzer geworden sind. Errechne daraus die benötigten Masse um eine solche Verschiebung hervorzurufen.

Und jetzt darf unser Physikstudent mal erklären, wie der Versuch funktioniert. Das ist mir zuviel Arbeit.

[vogt31337]

Mach es doch so:

Variante A:
schieße das Radiergummi in das Weltall und lasse es auf einer Geostationären Bahn um die Erde fliegen. Anhand dieser Bahn, kannst du die Masse über Keplersche Gesetze bestimmen.

Variante B:
Nimm dieses Komische Ding(ka wies hieß), womit man die Gravitationskonstante ausmessen kann, und leg das Ratzefummel drauf.
Im Prinzip besteht dieses Gerät aus einem Spiegel, an dem ein Balken mit zwei Gewichten hängt.
Wenn du nun das Ratze auf die eine Seite bringst, wird die eine Masse mehr angezogen und der Spiegel verdreht sich leicht. Danach schiebst du das Ratze zur anderen Seite und misst um wieviel grad sich jetzt der Spiegel dreht. Und mithilfe von Newtons G.Gesetz kannst du die Masse bestimmen.
Du solltest dir noch einen Laserpointer nehmen, damit du die Verschiebung besser messen kannst und ein möglichst langer Flur ist sehr zu empfehlen.

Das ist ja wirklich realisierbar o.O
Kann nach belieben noch verändert werden, soll nur das Prinzip beschreiben.

[nazgul]

Oder:

1. Lasse Wasser in die Badewanne ein und Markiere den Pegel.

2. Werfe den Radiergummi in das Wasser und Notiere die Pegel-Differenz.

3. Nimm das Radiergumme heraus und tropfe überschüssiges Wasser in die Wanne zurück.

4. Lege dich in die Badewanne

5. Markiere erneut den Pegel

6. Trinke solange Stroh-Rum 80, bis die Pegeldifferenz der ersten entspricht.

7. Errechne anhand des getrunkenen Strohrum-Volumens und der Dichte von Strohrum (Alkohol:Wasser | 8:2) das Gewicht des Radierers

[Traitor]

@nzg: Kommt schon nahe an meine Überlegung heran, dass ein Radierer ja scheinbar ein Anti-Bleistift ist und also mit diesem annihilieren sollte

@Vogt: Der Orbit war auch eine meiner ersten Ideen. Mit B meinst du vermutlich eine Cavendish-Gravitationswaage, wenn der Aufbau bei uns auch minimal anders war. Nettes Gerät.

@blobb: Kommt der Berg zum Physiker?

@Bauer: Der arme Radiergummi, er soll seinen dem bahnbrechenden Experiment folgenden Weltruhm nicht mehr leiblich miterleben können?
Übrigens sollte auch geschmolzener Radiergummi doch eigentlich eine Oberflächenspannung haben und nicht auf eine Moleküldicke zerlaufen.

@Ben: Der Kraftübertrag dürfte nicht sonderlich gut zu ermitteln sein.

[Da-Fe]

Wieeeee fieeeeeeeeeees von dir Traitor... du hast alle Ideen kommentiert... Nur nicht meine *schnief*...

Mach dir doch bitte noch die Mühe einem dummen kleinen 11. Klässer zu sagen, wie dämlich er doch ist

Danke

[Ipsissimus]

Traitor, du benötigst

ein Buch mit Tennisregeln
einen Tennisball
ein Potentiometer
eine Packung Anabolika
ein Lineal
einen Taschenrechner (zu deiner Bequemlichkeit)

Iß die Anabolika. Schließe den Potentiometer an deinen linken Unterarm an (falls du Linkshänder bist, an den rechten). Sobald du die Wirkung der Anabolika spürst, nimmst du den Tennisball in die linke Hand.

Drücke ihn so fest zusammen, daß sein Volumen auf ein Viertel schrumpft und halte ihn in diesem Zustand solange, bis deine Unternarmuskulatur verkrampft. Miss mit dem Potentiometer in genau diesem Moment den Spannungszustand der Nerven, welche deine Unterarmmuskulatur versorgen.

Wiederhole das Experiment unter genau gleichen Bedingungen mit dem Radiergummi.

Halte den Radiergummi und den Tennisball nebeneinander in genau gleiche Höhe und laß sie fallen. Miss nach, wie hoch der Tennisball und wie hoch der Radiergummi vom Boden zurückfedern.

Lies in dem Buch nach, welche Masse und welche elastischen Konstanten ein Tennisball nach Norm des Deutschen Tennisbundes hat. Berechne aus diesen Angaben und dem Unterschied im Rückprallverhalten die elastischen Konstanten des Radiergummis.

Setz diese Konstanten in Bezug zu den gemessenen Nervenspannungen. Aus dem Unterschied der elastischen Konstanten und der Nervenspannungen im Moment des Verkrampfens kannst du die Masse des Radiergummis berechnen, da du die Masse des Tennisballs aus dem Buch kennst.

[aleanjre]

@Ipsi: Er sollte den zweiten Teil des Experimentes dann aber sicherheitshalber an einem anderen Tag durchführen, denn wenn er einmal seine Muskeln bis an die Krampfgrenze gespannt hat, könnte das Einfluss auf seine Kraft haben.
Für den 2. Teil sollte er dann darauf achten, dass die gleiche Uhrzeit, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Mondphase vorherrscht. Nach Möglichkeit sollte auch Schlafdauer, Ernährung und Gemütszustand gleich bleiben. Die Sonnenflecken gilt es zu beachten. Hm, da wären noch mehr mögliche Variablen, aber wir wollen es ja nicht übertreiben.

[e-noon]

Du brauchst:
2 Stäbe
zwei Kordeln
Radiergummi
verschiedene Gegenstände.

Geh in den Garten.
Hau einen an der Spitze gegabelten Stab in den Boden.
Leg einen anderen Stab so quer durch die Spitze des ersten, dass seine beiden Enden ausbalanciert sind.
Befestige an den Enden je eine Kordel und an derem unteren Ende, je auf der gleichen Höhe, zwei Platten.

Auf die eine dieser Platten legst du den Radiergummi, auf die andere Seite verschiedene Gegenstände, deren Masse du kennst.
Sobald sich beide Gegenstände auf der gleichen Höhe befinden, weißt du, dass dein Radiergummi die gleiche Masse hat wie der gegenüberliegende Gegenstand.

Wenn du eine Balkenwaage hast, kannst du dir den ersten Abschnitt auch sparen.


Oder: Befestige den Radiergummi an einem Federkraftmesser, schwinge ihn im Kreis, lese die aufgewendete Kraft ab, messe den Radius und berechne mH der Geschwindigkeit und einschlägig bekannter Formeln die Masse des Radiergummis. Wenn du den Federkraftmesser schon da hast, kannst du den Radiergummi natürlich auch einfach daran hängen.