Je öfter man ein Seil um zwei Besen wickelt, desto stärker wird man. So scheint es jedenfalls. Ein einfacher Trick zeigt, wie die goldene Regel der Mechanik funktioniert. Kurz gesagt besagt die goldene Regel der Mechanik: Je mehr Weg, desto weniger Kraft.
Daher gilt: Zwei Besenstiele zusammenziehen, wenn zwei Personen sie festhalten – das klingt erst mal recht schwierig, wenn man nicht gerade Supermann (oder Superfrau) ist. Wickelt man das Seil nur oft genug um die zwei Besenstiele, hat man sie dann aber plötzlich doch, die Superkräfte.
Was wird gebraucht?
- Zwei Stäbe, z. B. Besenstiele
- ein nicht zu raues Seil, mindestens 4 Meter lang – es eignet sich zum Beispiel ein Nylonseil aus dem Baumarkt
- drei Personen: zwei ziehen die Besenstiele auseinander, einer oder eine zieht am Seil
Was ist zu tun?
Man bittet zwei Personen, je einen Besenstiel mit zwei Händen festzuhalten und sich gegenüberzustellen. Die beiden Besenstiele sollten einen Abstand von mindestens 50 Zentimetern haben.
Dann knotet man das Seil an einem der Stäbe fest und legt es zunächst nur einmal um den anderen Stab herum. Mit dem freien Ende des Seils versucht man nun, die beiden Stäbe zueinander hin zu ziehen, während die beiden Personen, die die Besenstiele festhalten, dies durch Gegenhalten zu verhindern versuchen.
Im zweiten Teil des Experiments wird das Seil mehrmals um die Stäbe gelegt, z. B. noch zweimal um jeden Stab. Wieder versucht man, mit dem freien Seilende die Stäbe zusammen zu bringen.
Was ist geschehen?
Wenn das Seil mehrfach um die Stäbe gelegt ist, ist es deutlich leichter, die beiden Stäbe zusammenzuziehen, die von den beiden anderen Personen festgehalten werden.
Wird das Seil beispielsweise fünfmal um die Stäbe gelegt, sind diese durch fünf Seilstücke verbunden. Halten die beiden Personen mit unveränderter Kraft gegen, entfällt auf jedes Seilstück nur 1⁄5 der Kraft. Zieht man nun am Seilende, braucht man auch nur 1⁄5 der Kraft, um den Abstand zwischen den Besen zu verkürzen. Da man aber alle fünf Seilstücke verkürzen muss, muss man insgesamt eine fünfmal längere Strecke Seil ziehen.
Dieses Phänomen im Alltag
Flaschenzüge beruhen auf demselben Phänomen – auch hier hängt eine Last an mehreren tragenden Seilen, auf die sich das Gewicht der Last verteilt. Damit kann man schwere Dinge mit geringerem Kraftaufwand in die Höhe ziehen.
