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Elektromagie
Der ewige Kreisel
Der widerspenstige Koffer
die gedopte Rolle
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Der widerspenstige Koffer |
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Allgemeine Beschreibung
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Wenn man diesen Koffer um die Ecke zu tragen versucht, wird man Wenn man diesen Koffer um die Ecke zu tragen versucht, wird man staunend feststellen, dass sich der Koffer widersetzt. Statt sich zu drehen, stellt er sich waagerecht. Dies liegt an dem Rad, dass in den Koffer eingebaut ist und sich schnell dreht und deshalb nach den gesetzten eines Kreisel funktioniert.
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Erklärungen für verschiedene Altersstufen:
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Kennt ihr noch euren alten Kinderkreisel? Habt ihr mal versucht ihn umzustoßen? Dies ist nicht möglich, da ein Kreisel bestrebt ist seine Bewegungsrichtung beizubehalten. Wenn man nun versucht, den Koffer um die Ecke zu tragen, reagiert der Kreisel in dem Koffer genauso wie euer alter Kinderkreisel. Der Koffer stellt sich also quer.
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Die Physik des Kreisel ist hier gefragt! Vom Kinderkreisel wissen wir, dass ein Kreisel bestrebt ist, die Richtung seiner Drehachse beizubehalten und einer Kraft, die diese Richtung zu verändern trachtet, eine Kraft entgegenzusetzen und senkrecht zu dieser Kraft auszuweichen: Will man den Koffer um die senkrechte Achse drehen, so stellt er sich, entgegen der Schwerkraft, waagerecht. Das gleiche tritt auf, wenn man den Koffer auf eine Ecke oder Kante stellt. Die Schwerkraft versucht ihn flach zu legen, der Koffer jedoch weicht dem aus und führt erst einmal einen Tanz auf, ehe er zur Ruhe kommt.
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Ursache dieses Merkwürdigen Verhaltens ist die Drehimpulserhaltung: Das Umkippen der Drehachse ist gleich bedeutend mit einer Änderung des Drehimpulses; um diesen zu erhalten, entsteht ein Drehmoment, das senkrecht zur Drehachse wirkt. Dieser Drehimpulserhaltungssatz ist zurückzuführen auf das Beharrungsvermögen (= die Trägheit) der Masse. Durch das Kippen der Drehachse muss die Kreiselmasse sich plötzlich auf einer anderen Kreisbahn bewegen; dem widersetzt sie sich und erzeugt ein Gegendrehmoment. Die Erhaltung des Drehimpulses, lässt sich gut mit dem Kreiselkoffer zeigen.
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