Inhalt
Dreikugelbahn
Standort:
Lemgo, Lindenhaus
Handlungsanweisung:
Legen Sie die 3 Kugeln auf die drei Bahnen vor den Stopper. Wenn Sie den Startknopf im Uhrzeigersinn drehen, rollen die Kugeln gleichzeitig los.
In welcher Reihenfolge kommen sie unten im Kasten an?
Welche Kugel rollt am Weitesten, wenn Sie den Kasten entfernen?
Erklärung:
Wir suchen die Kugel, die unter dem Einfluss der Schwerkraft in kürzester Zeit bei geringer Reibung auf verschiedenen Wegen von einem höher gelegenen Punkt A auf einen Punkt B am Boden gelangt, der nicht direkt unterhalb von A liegt.
Im Extremfall würde die Kugel senkrecht herunterfallen und auf dem Boden weiterrollen oder sich zuerst auf einer waagerechten Strecke bewegen und dann herunterfallen. Die kürzeste Strecke wäre die geradlinige Verbindung von A und B.
Es ist aber wichtig, der Kugel zuerst eine größere Geschwindigkeit zu geben, so dass sie die längere Strecke schneller zurücklegen kann, aber die Strecke möglichst kurz zu halten.
Mathematisch wird dieser Ausgleich zwischen großer Geschwindigkeit und kurzer Strecke durch eine überall durchhängende Kurve beschrieben, die Zykloide.
Die unten erreichte Geschwindigkeit ist ohne Berücksichtigung der Reibung für alle Bahnen gleich, da sie nur von der Höhendifferenz abhängt. Alle drei Kugeln rollen gleich weit.
Alles klar?
Falls nicht, schicken Sie Ihre Frage per e-mail an: experimenta(at)hs-owl.de
