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TUM School of Natural Sciences
Vorlesungsbetrieb Experimentalphysik

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Luftkissenkreisel (Präzession, Nutation)

Kurzbeschreibung

Das Gerät besteht aus einer Stahlkugel (10 cm Durchmesser) und einer teflonbeschichteten genau passenden Pfanne, die von unten durch ein kleines Loch mit Pressluft aus einem dafür vorgesehenen Kompressor versorgt wird. Die Stahlkugel schwimmt in der Pfanne auf dem so erzeugten Luftkissen praktisch reibungsfrei. Die Kugel ist mit einer Bohrung versehen, in die eine Aluminiumstange eingeschraubt ist. Der Kreisel wird an dieser Stange angeworfen und läuft mit etwa 5 bis 10 Umdrehungen pro Sekunde um. Es ist vorgesehen, verschiedene Gewichtstücke und Scheiben auf die Achse aufzustecken und so den Kreisel entweder kräftefrei laufen zu lassen oder ihn mit einem Schwerpunkt unterhalb oder oberhalb des Kugelmittelpunkts auszustatten. Damit sind Präzessionsbewegungen aller Art demonstrierbar. Darüber hinaus kann man die Nutationsbewegung auch am kräftefreien Kreisel zeigen. Man benutzt dafür eine Ausgleichsscheibe mit drei verschiedenfarbigen Sektoren zum Austarieren. Man wirft den Kreisel an und versetzt dann der Achse einen leichten Schlag, so dass die momentane Drehachse außerhalb der Aluminiumstange verläuft und durch den Farbteil der Scheibe geht. Dann sieht man, wie die drei Farbsektoren der Reihe nach den Durchstoßpunkt der momentanen Drehachse durch die Farbscheibe passieren, was nur durch ein Abrollen des Nutationskegels an der Figurenachse zu erklären ist. Alle Versuche mit dem Luftkissenkreisel müssen mit der Fernsehanlage übertragen werden.

Betriebsanweisungen: Elektrogeräte

Grafik 1310

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