Startseite

Standort:

Lemgo, Lindenhaus

Handlungsanweisung:

Setzen Sie den Doppelkegel an einem Ende seiner Bahn auf die Unterlage.
Er wird selbst bergauf rollen, wie Sie anhand der gezeichneten horizontalen Linie an der einen Seite gut erkennen können. Beobachten Sie den Doppelkegel, wie er zum anderen Ende hin wieder langsamer wird, obwohl es doch bergab geht.

Erklärung:

Wenn Sie den Doppelkegel an einem Ende der Bahn auf die Schienen setzen, wird er von selbst bergauf rollen, wie Sie anhand der waagerechten Linie an der Seite gut erkennen können. Überschreitet der Kegel die Mitte der Bahn, so wird er wieder langsamer, obwohl er scheinbar bergab rollt. Tatsächlich steigen die Schienen zur Mitte hin an, um anschließend zu am aderen Ende wieder abzufallen. Es handelt sich hier nicht um eine optische Täuschung.

Der Abstand der Schienen wird zur Mitte hin größer. Rollt der Kegel in Richtung Mitte, so verschiebt sich der Auflagepunkt des Kegels immer weiter nach außen. Da der Kegel spitz zuläuft, verringert sich der Abstand der Kegelachse zum Boden. Die Kegelachse rollt also tatsächlich abwärts, obwohl die Schienen aufwärts zeigen. Die erstaunliche Bewegung kann mit dem Kraftbegriff oder auch mit dem überlegenen Energiebegriff begründet werden.

Energiebegriff: Die Bewegung läuft nur dann von selbst ab, wenn die Kegelachse abwärts sinkt. Dadurch wird Energie der Lage frei, die in Bewegungsenergie umgesetzt wird. Die Gestaltung von Kegel und Bahn muss dafür sorgen, dass dies geschehen kann.

Kraftbegriff: Andererseits kann man davon ausgehen, dass ein Körper sich nur in Bewegung setzt, wenn eine Antriebskraft vorhanden ist. Sie muss hier von der Gewichtskraft des Kegels geliefert werden, von der ein Teil in Richtung Bahnscheitel wirkt, falls die Abmessungen richtig gewählt werden. Allerdings wäre es schwierig und unübersichtlich, die Argumentation im einzelnen durchzuführen. Man müßte Kraftkomponenten und Reaktionskräfte betrachten und ein räumliches System von Kraftvektoren rechnerisch behandeln.

Alles klar?

Falls nicht, schicken Sie Ihre Frage per e-mail an: experimenta(at)hs-owl.de