Die Gravitationskonstante. Ein Versuch mithilfe einer eigenen Torsionswaage die Gravitationskonstante zu berechnen

Der Autor dieser Masterarbeit setzt sich mit der experimentellen Bestimmung der Gravitationskonstante auseinander. Das Experiment soll nicht mit den heutigen Mitteln reproduziert werden, sondern mit denjenigen, die zu den Zeiten der Entdeckung der Konstante verfügbar waren. Für das Experiment wird eine vom Autor eigens konstruierte Apparatur genutzt ? eine sogenannte Torsionswaage. Diese soll eine starke Vereinfachung der Torsionswaage des Physikers Cavendish sein. Es wird die Frage behandelt, ob mit einer eigenen Apparatur die Gravitationskraft mithilfe ihrer Phänomene feststellbar und damit die Gravitationskonstante ermittelbar ist. Um die Ergebnisse festzuhalten, wurde das Experiment gefilmt. Die experimentell ermittelten Daten sollen mit den vorhandenen wissenschaftlichen Konstanten verglichen und analysiert wer-den. Somit spielt auch der geschichtliche Input eine Rolle und soll mit in die Arbeit eingebunden werden. Dadurch soll ein Einblick gegeben werden, wie die Konstante ursprünglich ermittelt wurde, ebenso wie sie sich durch immer genauere Apparaturen zur heutigen, in jedem Formelbuch zu findender Zahl, justiert hat. Dabei steht in diesem Bereich der Arbeit die Wissenschaftsgeschichte im Fokus. Ausserdem wird die Frage nach dem allgemeinen Nutzen der Sinnhaftigkeit des Experimentierens auf der Oberstufe ausgearbeitet. In diesem Teilbereich der Arbeit liegt das Hauptaugenmerk auf den schon vorhandenen pädagogischen Konzepten, wobei das Experiment exemplarisch als Beispiel fungieren soll. Das jedoch nur am Rande, weil das Experiment im Kontext der Oberstufe nicht stufengerecht ist. Ergebnisse Das Experiment ist nicht geglückt und wurde nach drei Wochen abgebrochen, da die Torsionswaage nicht in die Ruheposition gebracht werden konnte. Damit wurde die Hypothese widerlegt. Jedoch lässt sich nicht eindeutig festlegen, dass das Experiment nicht funktionieren kann. Der Autor geht davon aus, dass das Abschirmen gegen äussere Einflüsse, insbesondere der Luft, das Hauptproblem war. Die zu erreichende Messgenauigkeit ist wahrscheinlich zu optimistisch angesetzt worden. Mit der Fehlerrechnung konnten Werte ermittelt werden. Die Resultate konnten die grossen Schwierigkeiten im Bereich der Genauigkeit aufzeigen. III Ob das Experimentieren hilft, die physikalischen Phänomene besser zu verstehen, konnte nicht abschliessend beantwortet werden. In jedem Fall scheint das Experimentieren das Interesse der Schüler:innen zu stärken