Lösung:
Man sollte meinen, da beide Teile auf dem(n) Finger(n) des Besens im Gleichgewicht lagen, müssten sie auch das gleiche Gewicht auf die Waage bringen, d.h. die Waage wäre im Gleichgewicht.
Doch tatsächlich sinkt die Schale mit dem Besenstumpf tiefer herab! [ja zur Frage b) ist richtig!]
Man kann das auch beweisen:
2) Der Schwerpunkt (in diesem Punkt denkt man sich die ganze Masse) des Besenstiels liegt etwa in der Mitte des Stiels, d.h. der Hebelarm ist etwa halb so lang wie der Stiel selbst.
3) Der Hebelarm des Besens mit Stumpf ist wesentlich kürzer, weil der Schwerpunkt auf dieser Seite viel näher zum Finger liegt.
4) Da KRAFT mal HEBELARM auf beiden Seiten gleichgroß sein MUß, wirkt am langen Hebelarm ls des Besenstiels eine kleine(re) Kraft Fs (Gewicht des Besenstiels) und am kurzen Hebelarm lb des Besenstumpfs eine gro(ö)ße(re) Kraft Fb (Gewicht des Besens mit Stumpf) .
Hinweis: Bei einer Balkenwaage sind beide Hebelarme gleichlang, denn beim Wiegen mit der Balkenwaage wird eben dieses Gesetz, KRAFT mal HEBELARM gleich konst., sinnvoll ausgenutzt:
Mit gleichlangen Hebelarmen sind die Gewichte gleichgroß, wenn Gleichgewicht herrscht..
