Apparatur zur Untersuchung des Torsionsverhaltens von Metalldrähten nach Coulomb (1784)

1784 veröffentlichte der französische Militäringenieur Charles Augustin Coulomb die Ergebnisse von Versuchen, in denen er die Torsion von Metallfäden untersucht hatte. Hierzu verwendete er ein hölzernes Stativ mit einem Querstab, in den ein dünner Metallfaden eingeklemmt werden konnte. Am unteren Ende des Fadens wurde ein Bleizylinder (entweder 245g bzw. 979g) befestigt, an dessen Unterseite ein Zeiger befestigt war, der knapp über einer auf der Holzplatte liegenden Skala schwebte.

Der Zylinder wurde verdreht und losgelassen; er führte dann Rotationsschwingungen aus. Coulomb bestimmte die Periode für 20 Schwingungen. Durch die definierte Variation von Parametern wie Länge des Fadens, Durchmesser des Fadens oder angehängte Masse konnte Coulomb demonstrieren, dass die Torsionskraft bei Metallfäden (innerhalb der Elastizitätsgrenzen) umgekehrt proportional zur Länge sowie proportional zur vierten Potenz des Durchmessers ist.

Literatur

Coulomb, C.A.: Recherches théoriques et expérimentales sur la force de torsion, et sur l'élasticité des fils de métal. In: Memoires de l'Academie Royale des Sciences pour l'année 1784, Paris 1787, 229 – 269

Heering, P. (2005). Der richtige Dreh. die Coulombschen Experimente zur Untersuchung des Torsionsverhaltens von Metallfäden - und was daraus über Physik erfahren werden kann. In V. Nordmeier (Ed.), Beiträge der Frühjahrstagung der DPG Düsseldorf 2004. Berlin: Lehmanns Verlagsbuchhandlung. http://phydid.physik.fu-berlin.de/index.php/phydid/article/download/48/48