Stiftung PHÄNOMENTA Lüdenscheid

Drehimpulspendel

Lfdn Nr 10Lasse den Ball um den Stab kreisen. Ziehe dann unten an der Schnur!

WORUM GEHT ES?
Ein Ball hängt an einer Schnur und diese ist durch einen senkrechten Metallstab durchgezogen. Der Ball wird nun so angestoßen, dass er um den Metallstab im Kreis herumfliegt. Wenn Du dann gleichzeitig am unteren Ende der Schnur ziehst, stellst Du fest, dass der Ball umso schneller um den Stab kreist, je kleiner der Radius der Drehbewegung wird.

WESHALB IST DAS SO?
Wird der Ball in diesem Experiment so geworfen, dass er in einem weiten Bogen um die Stange kreist, besitzt er Rotationsenergie. Diese Energie ist abhängig von der Geschwindigkeit der einzelnen Massenpunkte und deren Masse. Rotationsenergie ist eine Form von Bewegungsenergie. Diese bleibt konstant, wenn man Reibung und andere Einflüsse außer Acht lässt.

Zieht der Besucher an der Leine, wird der Durchmesser des Kreises, auf dem der Ball fliegt, kleiner. Die Geschwindigkeit des Balles ändert sich nicht, denn auch die Bewegungsenergie des Balles bleibt konstant. Allerdings ist der Umfang der Flugbahn, auf die sich der Ball bewegt, kleiner. Er umkreist daher die Stange in kürzerer Zeit, die Anzahl der Umkeisungen pro Sekunde erhöht sich. Gibt man wieder mehr Leine, sinkt die Drehzahl wieder.

Dieses Phänomen kann sehr gut bei einer Eiskunstläuferin beobachten: Wenn sie mit einem zu Seite ausgestreckten Bein und ausgestreckten Armen zu einer Pirouette ansetzt, dreht sie sich sehr langsam. Zieht sie dann das Bein parallel zum Standbein und streckt die Arme senkrecht über den Kopf, kreisen sie wie der Ball auf kleinerer Umlaufbahn und die Drehzahl der Eiskunstläuferin wird bis zu siebenmal so groß!

Die Frage „Weshalb ist das so?“ lässt sich auch anders beantworten. Näheres dazu findet man im Text zum Experiment „Stehkreisel“.

Termine

26. Januar 2017
Effekt-Hascherei
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18. März 2017
Informationsnachmittag für Lehrer/innen und Erzieher/innen
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2. April 2017
10. Entdeckertag
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