Hier erkläre ich die Begriffe Elastizität, Festigkeit und Härte und stelle dazu Versuche vor.
Elastizität
Grundversuche
Versuch:
Lasse einen Tischtennisball, bzw. eine Knetmasse auf eine Glasplatte fallen.
Elastische und plastische Körper:
Wenn wir einen Tischtennisball auf harten Boden fallen lassen, so springt er zurück, er ist elastisch. Aber wenn wir eine Kugel aus Knetmasse auf einen harten Untergrund fallen lassen, so verformt sie sich, sie ist plastisch. Elastische Körper nehmen nach einer Verformung wieder ihre alte Gestalt an. Plastische Körper bleiben verformt.
Dehnungsversuche
Versuch:
Wir belasten eine Feder aus Kupferdraht unterschiedlich stark. Dann überdehnen wir sie.
Elastizitätsgrenze:
Wenn wir die Elastizitätsgrenze eines Körpers überschreiten, so wird er plastisch.
Dies nutzt man in der Technik z. B. wenn man Autobleche presst. So funktioniert auch die Knautschzone beim Auto.
Merke:
Kräfte können Körper verformen. Elastische Körper nehmen nach der Verformung wieder ihre alte Form an. Plastische Körper bleiben verformt. Große Kräfte lassen auch elastische Körper plastisch werden.
Festigkeit und Härte
Reißfestigkeit verschiedener Materialien
Versuch:
Wir testen die Reißfestigkeit dünner Drähte mit einem Sandeimer. Dabei bestimmen wir die Kraft mit einer Waage.
Profile unterschiedlicher Form belasten
Formversuch mit Papier und Gewicht
Wir stellen unterschiedliche Profile aus Papier her und testen sie.
Festigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur
Versuche:
Wir testen die Temperaturabhängigkeit einer Knetmasse, einen Brückenpfeiler aus Wachs, verbiegen glühende Nägel.
Festigkeit in Abhängigkeit von der Belastung
Steine oder Beton widerstehen hohen Druckkräften, zerreißen aber bei Zug.
Stahl hält hohe Zugkräfte aus. Beton und Stahl = Stahlbeton = Verbundwerkstoff.
Die Festigkeit eines Körpers ist abhängig vom
- Material
- der Form
- der Temperatur
- der Art der Belastung
Die Härte eines Materials
Welches Material ist härter? Blei oder Stahl? Wir prüfen, indem wir die Materialien ritzen.
Hier finden Sie eine Übersicht über weitere Beiträge zum Thema Mechanik, Festkörper und Flüssigkeiten, darin auch Links zu Aufgaben.