Big Bang 2, Schulbuch

56 7 Körperschwerpunkt und Stabilität Um den Schwerpunkt eines Dreiecks zu finden, musst du Linien von den Seitenmitten in die gegenüber­ liegenden Ecken ziehen ( A1 ; B 7.2 a ). Diese Linien, die Schwerelinien, schneiden sich exakt im Schwerpunkt, den man in der Physik auch Körperschwerpunkt (KSP) nennt. Was ist das Besondere an ihm? Wenn du einen Gegenstand im KSP unterstützt, dann ist er im Gleich- gewicht und kippt nicht ( B 7.2 b ). Das gilt auch für un- regelmäßige Objekte ( 1  Info: Alles im Lot ). Alles im Lot Wie findest du bei einem unregelmäßigen 2d-Objekt den Körperschwerpunkt? Schneide aus Karton eine be- liebige Figur aus. Stich an einer Stelle mit einer Nadel durch und befestige dort ein Lot ( A2 ), also einen Fa- den mit einer Masse am Ende. Das Lot zeigt immer Richtung Erdmittelpunkt (siehe B 5.4 , S. 37 ). B 7.6 So bestimmst du dem KSP eines beliebigen 2-dimensionalen Körpers. Wenn der Gegenstand frei hängt, dann zeigt das Lot eine Schwerelinie an ( B 7.6 ). Zeichne diese ein und mach das Ganze noch mal an einer andern Stelle. Wo sich beide Schwerelinien schneiden , ist der KSP . Dort kannst du den Gegenstand mit einem Finger unter- stützen, und er bleibt pipifein im Gleichgewicht! Jetzt brauchen wir noch den Begriff Standfläche . Diese erhältst du, wenn du eine gedachte Gummischnur um alle Auflageflächen spannst. Wenn du zum Beispiel auf einem Bein stehst ( B 7.7 a ), sind die Flächen deckungsgleich. Wenn du beidbeinig stehst, dann befindet sich die Standfläche auch zwischen den Füßen ( b ). B 7.7 Auflagefläche (blau) und Standfläche (schraffiert). Gemeinsam mit der Standfläche bekommt der KSP so richtig Biss. Solange das Lot des KSP in die Standflä- che zeigt, steht ein Objekt. Wenn du beidbeinig stehst wie in B 7.8 a , ist alles in Butter. Wenn du dich auf ein Bein stellen willst, musst du zuerst den KSP über das Standbein bringen ( b ). Erst dann kannst du das ande- re Bein heben ( c ). Das wird durch eine Wand verhin­ dert ( d ). Deshalb kannst du in diesem Fall den linken Fuß nicht heben, ohne umzufallen ( A5 ). In A6 wandert durch das Vorlehnen der KSP aus der Standfläche heraus und ebenfalls plumps! Das Lot des KSP ist identisch mit dem Vektor der Gewichtskraft (siehe Kap. 5.1). Wenn es in die Standfläche zeigt, ist alles ok (a bis c). Wenn es nicht in die Standfläche zeigt, dann fällst du um (d). B 7.8 Wie ist das beim Artisten in B 7.1 ? Die Standfläche ist in diesem Fall die Stützfläche seiner Hand, und der KSP des Artisten muss sich irgendwo darüber im Be- reich des Beckens befinden ( B 7.9 ). Damit er das schafft, streckt er einen Arm weg – sonst würde er nach links umkippen. Beim Flaschenständer in A3 ist es ähnlich. Das Ganze sieht zwar etwas seltsam aus, aber der KSP befindet sich brav über der Standfläche. B 7.9 Der KSP muss sich im hellen Bereich über der Stützfläche befinden. Dazu muss der Artist seinen Arm wegstrecken. Damit das Auto nicht kippt ( A4 ), muss der KSP immer über der Auflagefläche gehalten werden. B 7.10 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv